DE112021003062T5 - WIND ASSISTED AIR SUPPLY FOR COAL FIRED POWER PLANTS - Google Patents

WIND ASSISTED AIR SUPPLY FOR COAL FIRED POWER PLANTS Download PDF

Info

Publication number
DE112021003062T5
DE112021003062T5 DE112021003062.0T DE112021003062T DE112021003062T5 DE 112021003062 T5 DE112021003062 T5 DE 112021003062T5 DE 112021003062 T DE112021003062 T DE 112021003062T DE 112021003062 T5 DE112021003062 T5 DE 112021003062T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coal
wind funnel
wind
fired power
funnel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112021003062.0T
Other languages
German (de)
Inventor
gleich Anmelder Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US16/889,523 external-priority patent/US20240077202A9/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE112021003062T5 publication Critical patent/DE112021003062T5/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/06—Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
    • F23L5/04—Blast-producing apparatus before the fire by induction of air for combustion, e.g. using steam jet
    • 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
    • F01K23/067—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 the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • 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
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/003—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0076—Controlling processes for fluidized bed boilers not related to a particular type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/002—Control by recirculating flue gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • 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
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • 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
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/20—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by combustion gases of main boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008—Flow control devices
    • 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
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Offenbart ist ein System zur Bereitstellung einer windunterstützten Luftzufuhr für kohlebefeuerte Kraftwerke durch die Verwendung eines Windtrichters, der mit einer Lüftungsanlage eines kohlebefeuerten Kessels in Verbindung steht. Form, Größe und Ausrichtung des Windtrichters können so eingestellt werden, dass das Einfangen von Wind und die Erzeugung eines erhöhten Luftdrucks für die Zufuhr zum kohlebefeuerten Kesselsystem optimiert werden. Mit dem Windtrichtersystem kann ein erhöhter Betriebswirkungsgrad von kohlebefeuerten Kraftwerken erreicht werden.

Figure DE112021003062T5_0000
Disclosed is a system for providing wind assisted air supply for coal fired power plants through the use of a wind funnel communicating with a coal fired boiler ventilation system. The shape, size and orientation of the wind funnel can be adjusted to optimize wind capture and generation of increased air pressure for delivery to the coal fired boiler system. Increased operating efficiency of coal-fired power plants can be achieved with the wind funnel system.
Figure DE112021003062T5_0000

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft kohlebefeuerte Kraftwerke und insbesondere die windunterstützte Luftzufuhr für Kesselsysteme von kohlebefeuerten Kraftwerken.The present invention relates to coal fired power plants and more particularly to wind assisted air supply for coal fired power plant boiler systems.

HINTERGRUNDINFORMATIONENBACKGROUND INFORMATION

Bei herkömmlichen kohlebefeuerten Kraftwerkkesseln wird Kohle als Brennstoffquelle verwendet, die in Gegenwart von Umgebungsluft verbrannt wird. Es wäre wünschenswert, den Wirkungsgrad derartiger kohlebefeuerter Kraftwerke zu erhöhen.Conventional coal-fired power plant boilers use coal as a fuel source, which is burned in the presence of ambient air. It would be desirable to increase the efficiency of such coal fired power plants.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung stellt eine windunterstützte Luftzufuhr für kohlebefeuerte Kraftwerke durch die Verwendung eines Windtrichters bereit, der mit einer Lüftungsanlage eines kohlebefeuerten Kessels in Verbindung steht. Form, Größe und Ausrichtung des Windtrichters können so eingestellt werden, dass das Einfangen von Wind und die Erzeugung eines erhöhten Luftdrucks für die Zufuhr zum kohlebefeuerten Kesselsystem optimiert werden. Mit dem Windtrichtersystem kann ein erhöhter Betriebswirkungsgrad von kohlebefeuerten Kraftwerken erreicht werden.The present invention provides wind assisted air supply for coal fired power plants through the use of a wind funnel communicating with a coal fired boiler ventilation system. The shape, size and orientation of the wind funnel can be adjusted to optimize wind capture and generation of increased air pressure for delivery to the coal fired boiler system. Increased operating efficiency of coal-fired power plants can be achieved with the wind funnel system.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk bereitzustellen, das Folgendes umfasst: einen Windtrichter, der eine Einlassöffnung mit einer Querschnittsfläche und eine Auslassöffnung mit einer Querschnittfläche aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung, wobei der Windtrichter zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung nach innen verjüngt ist; eine Lüftungsanlage, die mit dem Windtrichter in Luftströmungsverbindung steht; und ein kohlebefeuertes Stromerzeugungssystem, das mit der Lüftungsanlage in Luftströmungsverbindung steht und so aufgebaut und angeordnet ist, dass es zumindest einen Teil der komprimierten Luft aufnimmt, die aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zugeführt wird.One aspect of the present invention is to provide a wind funnel and coal-fired power plant system, comprising: a wind funnel having an inlet opening with a cross-sectional area and an outlet opening with a cross-sectional area that is smaller than the cross-sectional area of the inlet opening, the wind funnel is tapered inwardly between the inlet port and the outlet port; a ventilator in airflow communication with the wind funnel; and a coal-fired power generation system in airflow communication with the ventilation system and constructed and arranged to receive at least a portion of the compressed air supplied from the wind funnel via the ventilation system.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Systems aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk bereitzustellen, das Folgendes umfasst: Speisen einer Lüftungsanlage mit komprimierter Luft aus einem Windtrichter; und Zuführen zumindest eines Teils der komprimierten Luft aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zu einem kohlebefeuerten Stromerzeugungssystem.Another aspect of the present invention is to provide a method of operating a wind hopper and coal fired power plant system, comprising: supplying compressed air from a wind hopper to a ventilation system; and supplying at least a portion of the compressed air from the wind funnel to a coal-fired power generation system via the ventilation system.

Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.These and other aspects of the present invention will become apparent from the following description.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine schematische Darstellung, die Merkmale eines Windtrichtersystems für kohlebefeuerte Kraftwerke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 1 Figure 12 is a schematic diagram illustrating features of a coal fired power plant wind funnel system according to an embodiment of the present invention.
  • 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines in einem kohlebetriebenen Kraftwerk integrierten Windtrichtersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 Figure 12 is a schematic flow diagram of a coal fired power plant integrated wind funnel system according to an embodiment of the present invention.
  • 3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines in einem kohlebetriebenen Kraftwerk integrierten Windtrichtersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 Figure 12 is a schematic flow diagram of a coal fired power plant integrated wind funnel system according to an embodiment of the present invention.
  • 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines in einem kohlebetriebenen Kraftwerk integrierten Windtrichtersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 Figure 12 is a schematic flow diagram of a coal fired power plant integrated wind funnel system according to an embodiment of the present invention.
  • 5 ist eine teilweise schematische Seitenansicht eines Windtrichters für die Zufuhr von Druckluft zu einem kohlebefeuerten Kessel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 12 is a partially schematic side view of a wind funnel for supplying pressurized air to a coal fired boiler in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 6 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters für die Zufuhr von Druckluft zu einem kohlebefeuerten Kessel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 12 is a partially schematic plan view of a wind funnel for supplying pressurized air to a coal fired boiler in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 7 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters für die Zufuhr von Druckluft zu einem kohlebefeuerten Kessel, die die Drehung eines Windtrichters in verschiedene Ausrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 7 Figure 12 is a partially schematic plan view of a wind horn for supplying pressurized air to a coal fired boiler, illustrating rotation of a wind horn to various orientations in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 8 ist eine teilweise schematische Seitenansicht eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8th 12 is a partially schematic side view of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 9 ist eine teilweise schematische Seitenansicht eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 12 is a partially schematic side view of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 10 ist eine teilweise schematische Endansicht der Einlassöffnung eines Windtrichters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 12 is a partially schematic end view of the inlet port of a wind funnel according to an embodiment of the present invention.
  • 11 ist eine teilweise schematische Endansicht der Einlassöffnung eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 12 is a partially schematic end view of the inlet port of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 12 ist eine teilweise schematische Endansicht der Einlassöffnung eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 Figure 12 is a partially schematic end view of the inlet port of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 13 ist eine teilweise schematische Endansicht der Einlassöffnung eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 12 is a partially schematic end view of the inlet port of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 14 ist eine teilweise schematische Endansicht der Einlassöffnung eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 12 is a partially schematic end view of the inlet port of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 15 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters, die Einlass- und Auslassluftstromgeschwindigkeiten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 15 12 is a partially schematic plan view of a wind funnel illustrating inlet and outlet airflow velocities in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 16 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 12 is a partially schematic plan view of a wind funnel according to an embodiment of the present invention.
  • 17 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 17 12 is a partially schematic plan view of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.
  • 18 eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 18 12 is a partially schematic plan view of a wind funnel according to another embodiment of the present invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Wie hier verwendet, sind die Begriffe „kohlebefeuerter Kessel“, „kohlebefeuertes Kraftwerk“ und „kohlebefeuertes Stromerzeugungssystem“ als Kessel, Kraftwerke und Stromerzeugungssysteme zu verstehen, bei denen Kohle als Brennstoffquelle verwendet wird, die zur Erzeugung von Wärme verbrannt wird, die dazu verwendet wird, Dampf zu bilden, der zum Antreiben eines Stromgenerators einer Dampfturbine zugeführt werden kann.As used herein, the terms "coal-fired boiler," "coal-fired power plant," and "coal-fired power generation system" are to be understood as boilers, power plants, and power generation systems that use coal as a fuel source that is burned to produce heat used therefor to form steam which can be supplied to drive a power generator of a steam turbine.

Die 1 und 2 zeigen schematisch ein System 5 aus Windtrichter und kohlebetriebenem Kraftwerk gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Windtrichter 10, der nachfolgend ausführlicher beschrieben ist, steht über eine Lüftungsanlage mit einem kohlebefeuerten Kessel 30 eines Kraftwerks in Verbindung. Druckluft aus dem Windtrichter 10 wird dem kohlebefeuerten Kessel 30 zugeführt. Von dem kohlebefeuerten Kessel 30 erzeugter Dampf wird über eine Dampfzulaufleitung 40 zu einer herkömmlichen Turbine 50 und einem Stromgenerator 60 geleitet. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, können ein oder mehrere Luftsensoren 65, ein Luftsteuerungssystem 70, ein Antrieb 80 zur Windtrichterverstellung und ein Kraftwerksteuerungssystem 90 vorgesehen sein.The 1 and 2 12 schematically show a wind funnel and coal-fired power plant system 5 according to an embodiment of the present invention. A wind funnel 10, described in more detail below, communicates with a coal fired boiler 30 of a power plant via a ventilation system. Compressed air from the wind funnel 10 is supplied to the coal fired boiler 30 . Steam generated by the coal fired boiler 30 is directed to a conventional turbine 50 and power generator 60 via a steam feed line 40 . As described in more detail below, one or more air sensors 65, an air control system 70, a wind funnel drive 80, and a power plant control system 90 may be provided.

Der kohlebefeuerte Kessel 30 umfasst einen Kohleneinlass 31, über den Kohle und optional Zusatzstoffe in den unteren Teil des Kessels 30 eingebracht werden. Ein Verbrennungsbereich 32 ist in dem kohlbefeuerten Kessel 30 vorgesehen, bei dem es sich um einen beliebigen bekannten Typ eines herkömmlichen kohlebefeuerten Kessels, einer Wirbelschichtbrennkammer, einer zirkulierenden Wirbelbettbrennkammer, einer druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer oder dergleichen handeln kann, die dem Fachmann bekannt sind. Ein Wärmetauscher 34 mit Wärmeübertragungsrohren ist an oder über dem Verbrennungsbereich 32 vorgesehen.The coal-fired boiler 30 includes a coal inlet 31 through which coal and optional additives are introduced into the lower portion of the boiler 30. A combustion region 32 is provided in the coal-fired boiler 30, which may be any known type of conventional coal-fired boiler, fluidized bed combustor, circulating fluidized bed combustor, pressurized fluidized bed combustor, or the like known to those skilled in the art. A heat exchanger 34 with heat transfer tubes is provided at or above the combustion area 32 .

Wie in 1 gezeigt, wird der Windtrichter 10 dazu verwendet, komprimierte Luft über einen Lufteinlass 11 in den Verbrennungsbereich 32 des kohlebefeuerten Kessels 30 zu leiten. In der gezeigten Ausführungsform werden zwei zusätzliche Lufteinlässe 11A und 11B dazu verwendet, die komprimierte Luft an verschiedenen Stellen in den kohlebefeuerten Kessel 30 einzuleiten. Wenn der kohlebefeuerte Kessel z.B. eine herkömmliche, dem Fachmann bekannte Wirbelschicht aufweist, kann der Lufteinlass 11 Luft in den Verbrennungsbereich 32 oberhalb der Wirbelschicht leiten, der zweite Lufteinlass 11A Luft in die Wirbelschicht leiten und der dritte Lufteinlass 11B Luft unter die Wirbelschicht leiten.As in 1 As shown, the wind funnel 10 is used to direct compressed air into the combustion region 32 of the coal fired boiler 30 via an air inlet 11 . In the embodiment shown, two additional air inlets 11A and 11B are used to introduce the compressed air into the coal fired boiler 30 at different locations. For example, if the coal-fired boiler has a conventional fluidized bed known to those skilled in the art, the air inlet 11 may direct air into the combustion region 32 above the fluidized bed, the second air inlet 11A directs air into the fluidized bed, and the third air inlet 11B directs air under the fluidized bed.

Wie in 1 weiter gezeigt ist, wird in dem Verbrennungsbereich 32 erzeugte Wärme dazu verwendet, Wasser, das in den Wärmeübertragungsrohren des Wärmetauschers 34 enthalten ist, zu Hochdruckdampf SH zu erwärmen, der über die Dampfzulaufleitung 40 in die Dampfturbine 50 gespeist wird. Eine Drehung der Dampfturbine wird zur Erzeugung von Hochspannungsstrom im Generator 60 verwendet. Wasser H2O wird nach dem Durchströmen eines Kondensators 58 über eine Wasserrücklaufleitung 42 zum Wärmetauscher 34 zurückgeleitet, was in 1 schematisch gezeigt ist. Die Dampfzulaufleitung 40 wird somit dazu verwendet, Hochdruckdampf SH aus dem kohlebefeuerten Kessel 30 zur Dampfturbine 50 zu leiten, und Wasser H2O aus dem Kondensator 58 der Dampfturbine 50 wird dann über die Leitung 42 zum Wärmetauscher 34 zurückgeführt, der im kohlebefeuerten Kessel 30 enthalten ist. 1 zeigt auch die Entfernung von Flugaschepartikeln aus dem kohlebefeuerten Kessel 30 und die Entfernung von NOx und SO2 vor dem Abführen von Abgasen durch einen Abluftschacht.As in 1 As further shown, heat generated in the combustion region 32 is used to heat water contained in the heat transfer tubes of the heat exchanger 34 into high pressure steam SH which is fed to the steam turbine 50 via the steam feed line 40 . Rotation of the steam turbine is used to generate high voltage electricity in generator 60 . Water H 2 O, after passing through a condenser 58, is returned to the heat exchanger 34 via a water return line 42, resulting in 1 is shown schematically. The steam feed line 40 is thus used to carry high pressure steam SH from the coal fired boiler 30 to the steam turbine 50 and water H 2 O from the condenser 58 of the steam turbine 50 is then returned via line 42 to the heat exchanger 34 located in the coal fired boiler 30 is included. 1 also shows the removal of fly ash particles from the coal fired boiler 30 and the removal of NO x and SO 2 prior to venting flue gases through an exhaust stack.

Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann die Lüftungsanlage 20 heißes Rauchgas FH aus dem kohlebefeuerten Kessel 30 aufnehmen und relativ kaltes Rauchgas FC abgeben, z.B. nachdem das heiße Rauchgas FH einen Vorwärmer, Wärmetauscher oder dergleichen in der Lüftungsanlage 20 durchströmt hat. In der in 1 gezeigten Ausführung wird das kalte Rauchgas FC zu einem katalytischen Reduktionsteil des kohlebefeuerten Kraftwerks 5 geleitet. Die Lüftungsanlage 20 kann auch über eine Niederdruckdampfleitung 55 Niederdruckdampf SL aus der Turbine 50 aufnehmen. Niedertemperaturdampf ST oder Wasser kann über eine Niedertemperaturdampfleitung 56 von der Lüftungsanlage 20 zum Kondensator 58 für die Dampfturbine 50 zurückgeführt werdenAs in the 1 and 2 As shown, the air handling unit 20 may receive hot flue gas FH from the coal fired boiler 30 and discharge relatively cold flue gas Fc , eg, after the hot flue gas FH has passed through a preheater, heat exchanger or the like in the air handling unit 20. in the in 1 shown embodiment, the cold flue gas F C is passed to a catalytic reduction part of the coal-fired power plant 5. The ventilation system 20 can also receive low-pressure steam S L from the turbine 50 via a low-pressure steam line 55 . Low temperature steam S T or water may be returned from the air handling unit 20 to the condenser 58 for the steam turbine 50 via a low temperature steam line 56

Ein Vorteil der Bereitstellung von komprimierter Frischluft aus dem Windtrichter 10 ermöglicht eine effizientere Übertragung von Wärme aus dem Dampf oder dem Rauchgas zur komprimierten Frischluft, bevor sie zum kohlebefeuerten Kessel 30 geleitet wird. Die Kosten des Kohleverbrauchs können dadurch gesenkt werden. Höhere Drücke der komprimierten Luft aus dem Windtrichter 10 bieten eine stärkere Wärmeübertragung als nicht komprimierte Luft oder Luft mit niedrigem Druck. Ein weiterer Vorteil der Bereitstellung von komprimierter Luft aus dem Windtrichter 10 besteht darin, dass der Energiebedarf herkömmlicher Gebläse für die Luftzufuhr reduziert oder vermieden wird.An advantage of providing compressed fresh air from the wind funnel 10 allows for more efficient transfer of heat from the steam or flue gas to the compressed fresh air before it is sent to the coal fired boiler 30 . The cost of coal consumption can be reduced as a result. Higher pressures of the compressed air from the wind funnel 10 provide greater heat transfer than uncompressed or lower pressure air. Another benefit of providing compressed air from the wind hopper 10 is that it reduces or eliminates the energy requirements of conventional blowers for air delivery.

Wie in 2 gezeigt, kann ein Luftverdichter 100 Umgebungsluft 108 aufnehmen und geringfügig unter Druck stehende Luft an die Lüftungsanlage 20 abgeben. Umgebungsluft 108, die nicht durch den Windtrichter 10 geströmt ist, kann somit selektiv über die Lüftungsanlage 20 dem kohlebefeuerten System 30 zugeführt werden.As in 2 As shown, an air compressor 100 may receive ambient air 108 and deliver slightly pressurized air to the ventilation system 20 . Ambient air 108 that has not flowed through the wind funnel 10 can thus be selectively supplied to the coal-fired system 30 via the ventilation system 20 .

In der in 3 gezeigten Ausführungsform umfasst die Lüftungsanlage eines Systems 120 aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk eine Lüftungsanlage 20A für komprimierte Luft und eine Lüftungsanlage 20B für Umgebungsluft. Die komprimierte Luft aus dem Windtrichter 10 wird der Lüftungsanlage 20A für komprimierte Luft zugeführt und anschließend einem Wärmetauscher 121 und/oder Vorwärmer 123 zugeführt. Die Luft aus dem Wärmetauscher 121 kann dem Vorwärmer 123 oder einem Warmluft-Lüftungsanlagensteuerungssystem 122 zugeführt werden. Die Luft kann zwischen dem Warmluft-Lüftungsanlagensteuerungssystem 122 und dem Vorwärmer 123 ausgetauscht werden. Darüber hinaus kann die Luft über das Warmluft-Lüftungsanlagensteuerungssystem 122 und/oder den Vorwärmer 123 dem kohlebefeuerten Kessel 30 zugeführt werden. In der gezeigten Ausführungsform wird heißes Rauchgas FH aus dem kohlebefeuerten Kessel 30 dem Vorwärmer 123 zugeführt. Relativ kalte Abluft kann ausgehend von dem Vorwärmer 123 zur Freigabe durch einen Abluftschacht oder einen Schlot geleitet werden, z.B. nachdem sie durch eine Umweltschutzstufe wie etwa die in 1 veranschaulichte selektive katalytische Reduktion geströmt ist.in the in 3 In the embodiment shown, the ventilation system of a wind hopper and coal-fired power plant system 120 includes a compressed air ventilation system 20A and an ambient air ventilation system 20B. The compressed air from the wind funnel 10 is supplied to the compressed air ventilation system 20A and then supplied to a heat exchanger 121 and/or preheater 123 . The air from the heat exchanger 121 can be supplied to the preheater 123 or to a warm air ventilation system control system 122 . The air can be exchanged between the warm air ventilation control system 122 and the preheater 123 . In addition, the air may be supplied to the coal-fired boiler 30 via the warm air HVAC control system 122 and/or the economizer 123 . In the embodiment shown, hot flue gas FH from the coal fired boiler 30 is fed to the preheater 123 . Relatively cold exhaust air may be routed from the preheater 123 through an exhaust duct or chimney for release, e.g. after passing through an environmental protection stage such as that in 1 illustrated selective catalytic reduction.

Wie in 3 weiter gezeigt ist, kann Umgebungsluft 108 in einen Luftverdichter 100 mit einem Gebläse angesaugt werden, so dass geringfügig unter Druck stehende Luft bereitgestellt wird, mit der die Lüftungsanlage 20B für Umgebungsluft gespeist wird. Die Luft kann von der Lüftungsanlage 20B für Umgebungsluft zu dem kohlebefeuerten Kessel 30 geleitet werden. Darüber hinaus kann zumindest ein Teil der Umgebungslauft aus der Lüftungsanlage 20B für Umgebungslauft dem Wärmetauscher 121 und/oder Vorwärmer 123 zugeführt werden. Auch wenn dies in 3 nicht gezeigt ist, kann zumindest ein Teil der komprimierten Luft aus dem Windtrichter 10, der durch die Lüftungsanlage 20A für komprimierte Luft strömt, dem kohlebefeuerten Kessel 30 zugeführt werden, z.B. wie in den 1 und 2 gezeigt ist.As in 3 As further shown, ambient air 108 may be drawn into an air compressor 100 with a fan to provide slightly pressurized air to feed the ambient air ventilation system 20B. The air may be directed to the coal fired boiler 30 from the ambient air ventilation system 20B. Additionally, at least a portion of the ambient air from the ambient air ventilation system 20B may be directed to the heat exchanger 121 and/or preheater 123 . Even if this in 3 Not shown, at least a portion of the compressed air from the wind funnel 10 flowing through the compressed air ventilation system 20A may be supplied to the coal fired boiler 30, eg as shown in FIGS 1 and 2 is shown.

In der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst ein System 140 aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk einen ersten Gasverbrennungsgeneratorabschnitt 150, einen zweiten Gasverbrennungsgeneratorabschnitt 160 und einen Dampfgeneratorabschnitt 170. Der erste Gasverbrennungsgeneratorabschnitt 150 umfasst einen Hochdruckverdichter 152 und eine erste Gasturbine 154. Der zweite Gasverbrennungsgeneratorabschnitt 160 umfasst einen Antrieb 156, eine erste Kopplungseinrichtung 162, eine zweite Gasturbine 164, einen Mitteldruckverdichter 165, eine zweite Kopplungseinrichtung 166, einen Niederdruckverdichter 167 und einen Antrieb 168. Die Umgebungsluft 108 kann dem Niederdruckverdichter 167 zugeführt werden.in the in 4 1 embodiment, a wind horn coal-fired power plant system 140 includes a first gas combustion generator section 150, a second gas combustion generator section 160, and a steam generator section 170. The first gas combustion generator section 150 includes a high pressure compressor 152 and a first gas turbine 154 Coupling device 162, a second gas turbine 164, a medium-pressure compressor 165, a second coupling device 166, a low-pressure compressor 167 and a drive 168. The ambient air 108 can be fed to the low-pressure compressor 167.

Der Dampfgeneratorabschnitt 170 umfasst einen herkömmlichen Druckbehälter 172 einer druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer, einen Kessel 173 und einen Wärmetauscher 174, die dem Fachmann bekannt sind. Der Kessel 173 umgibt den Wärmetauscher 174. Hochdruckdampf aus dem Wärmetauscher 174 wird über die Dampfzulaufleitung 40 einer Dampfturbine 176 zugeführt. Nachdem die Dampfturbine 176 sich gedreht hat und die Erzeugnisse in ihrer sich drehenden Welle entnommen wurden, wird Wasser über die Wasserrücklaufleitung 42 zurück zum unter Druck stehenden Wärmetauscher 174 geleitet, nachdem es den Kondensator 58 durchströmt hat. Brennbares synthetisches Gas wird von dem Kessel 173 über die Leitung 180 der Gasturbine 154 der ersten Stufe zugeführt. Über die Leitung 182 wird Hochdruckluft aus dem Hochdruckverdichter 152 z.B. mit einem Druck von etwa 16 Atmosphären dem Druckbehälter 172 der druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer zugeführt.The steam generator section 170 includes a conventional pressurized fluidized bed combustor pressure vessel 172, boiler 173 and heat exchanger 174 known to those skilled in the art. The boiler 173 surrounds the heat exchanger 174. High pressure steam from the heat exchanger 174 is supplied to a steam turbine 176 via the steam supply line 40. After the steam turbine 176 has rotated and the products in its rotating shaft have been removed, water is returned to the pressurized heat exchanger 174 via the water return line 42 after passing through the condenser 58 . Combustible synthetic gas is supplied from boiler 173 via line 180 to first stage gas turbine 154 . High pressure air from the high pressure compressor 152, for example at a pressure of about 16 atmospheres, is supplied via line 182 to the pressure vessel 172 of the pressurized fluidized bed combustor.

Die in 4 gezeigte Lüftungsanlage 20 wird dazu verwendet, Druckluft aus dem Windtrichter 10 zu den verschiedenen Komponenten des mehrstufigen Gasturbinensystems 140 zu leiten. Umgebungsluft 108 kann in den Niederdruckverdichter 167 eintreten und dann über die Leitung 169 z.B. mit einem Druck von etwa 1,4 Atmosphären dem Mitteldruckverdichter 165 zugeführt werden. Der Luftdruck kann im Mitteldruckverdichter z.B. auf einen Druck von etwa 4,5 bis 5 Atmosphären erhöht werden und dann über eine Mitteldruckluftzufuhrleitung dem Hochdruckverdichter 152 zugeführt werden. Der Luftdruck kann in dem Hochdruckverdichter z. B. auf etwa 16 Atmosphären erhöht werden und über die Leitung 182 dem Druckbehälter 172 der druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer zugeführt werden.In the 4 The air handling unit 20 shown is used to route pressurized air from the wind funnel 10 to the various components of the multi-stage gas turbine system 140 . Ambient air 108 can enter the low-pressure compressor 167 and then via line 169, for example with a Pressure of about 1.4 atmospheres are supplied to the intermediate pressure compressor 165. Air pressure may be increased in the intermediate pressure compressor, for example, to a pressure of about 4.5 to 5 atmospheres and then supplied to the high pressure compressor 152 via an intermediate pressure air supply line. The air pressure can in the high-pressure compressor z. B. be increased to about 16 atmospheres and fed via line 182 to the pressure vessel 172 of the pressurized fluidized bed combustor.

Die Druckluft aus dem Windtrichter 10 wird von der Lüftungsanlage 20 über die Leitung 141 an den Anfang des Mitteldruckverdichters 165 geleitet, und der Antrieb 168 kann unter Verwendung der zweiten Kupplungseinrichtung 166 den Niederdruckverdichter 168 abschalten, wodurch Drehmoment, Brennstoff- und Kohlekosten gesenkt werden können. Alternativ kann, wenn ein höherer Druck der komprimierten Luft zur Verfügung steht, die Lüftungsanlage 20 die Luft mit höherem Druck aus dem Windtrichter 10 über die Leitung 142 zu einem geeigneten mittleren Reihenkreis von Schaufeln des Mitteldruckverdichters 165 leiten, und der zweite Generator 160 kann mit höherer Drehzahl bei höherer Wattzahl betrieben werden. Die selektive Zuführung über die Leitungen 141 und 142 zu verschiedenen Reihen von drehbaren Turbinenschaufeln im Mitteldruckverdichter kann gemäß den Lehren der US-Patentanmeldung Seriennr. 16/386,451 erfolgen. Alternativ können bei einer sehr großen Menge an komprimierter Luft aus dem Windtrichter 10 und einem sehr geringen Bedarf sowohl der Niederdruckverdichter 167 als auch der Mitteldruckverdichter 165 abgeschaltet und der zweite Generator 160 unter Verwendung des Antriebs 161 und der Kupplungseinrichtung 162 abgeschaltet werden. In dieser Ausgestaltung kann die gesamte komprimierte Luft aus dem Windtrichter 10 über die Leitung 143 zum Hochdruckverdichter 152 geleitet werden. Die selektive Kopplung der Generatorabschnitte kann in Übereinstimmung mit den Lehren der US-Patentanmeldung Seriennr. 16/386,451 erreicht werden.The compressed air from the wind funnel 10 is routed from the ventilation system 20 via line 141 to the beginning of the medium pressure compressor 165, and the drive 168 can switch off the low pressure compressor 168 using the second clutch device 166, whereby torque, fuel and coal costs can be reduced. Alternatively, if a higher pressure of compressed air is available, the ventilation system 20 may direct the higher pressure air from the windhorn 10 via line 142 to an appropriate center row circle of blades of the intermediate pressure compressor 165, and the second generator 160 may operate at a higher speed can be operated at higher wattage. Selective delivery via lines 141 and 142 to different rows of rotatable turbine blades in the intermediate pressure compressor can be accomplished in accordance with the teachings of US patent application Ser. 16/386,451 take place. Alternatively, with a very large amount of compressed air from the wind funnel 10 and a very low demand, both the low pressure compressor 167 and the medium pressure compressor 165 can be switched off and the second generator 160 can be switched off using the drive 161 and the clutch device 162 . In this configuration, all of the compressed air from the wind funnel 10 can be routed to the high-pressure compressor 152 via the line 143 . The selective coupling of the generator sections can be accomplished in accordance with the teachings of US patent application Ser. 16/386,451 be reached.

In bestimmten Ausführungsformen kann der kohlebefeuerte Kessel 30 dazu verwendet werden, jede geeignete Leistung zu erzeugen. Es können z.B. Leistungen von 3 bis 2.300 MW oder von 5 bis 2.000 MW bereitgestellt werden. Der Wirkungsgrad von kohlebefeuerten Kraftwerken kann durch die Zufuhr von komprimierter Luft aus dem Lufttrichter 10 erheblich gesteigert werden. Wie hier verwendet, ist der Begriff „erhöhter Wirkungsgrad“ im Zusammenhang mit dem Betrieb eines kohlebefeuerten Kraftwerks als prozentuale Verringerung der Kohlemenge zu verstehen, die während des Betriebs des Kraftwerks bei einer bestimmten Leistungsstufe durch die Zufuhr von komprimierter Luft aus dem Lufttrichter 10 verbraucht wird. Bei kohlebefeuerten Kraftwerken kann die während des Betriebs verbrauchte Kohlemenge in Einheiten von kg/MW-Stunde oder kg/Stunde für eine bestimmte Leistung, z. B. 1 Megawatt, angegeben werden.In certain embodiments, the coal fired boiler 30 can be used to generate any suitable power. For example, capacities from 3 to 2,300 MW or from 5 to 2,000 MW can be provided. The efficiency of coal-fired power plants can be significantly increased by supplying compressed air from the venturi 10. As used herein, the term "increased efficiency" in the context of the operation of a coal-fired power plant is to be understood as a percentage reduction in the amount of coal consumed by the supply of compressed air from the venturi 10 during operation of the power plant at a given power level. For coal-fired power plants, the amount of coal consumed during operation can be expressed in units of kg/MW-hour or kg/hour for a given power, e.g. B. 1 megawatt, are specified.

Wie in 5 gezeigt, kann der Windtrichter 10 mit mindestens einem Luftsensor 65 versehen sein, so dass er erfasste Parameter wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur, barometrischer Druck und dergleichen empfängt. Wie in den 1-4 schematisch gezeigt, kann das System ein Luftsteuerungssystem 70 umfassen, in das Signale von den Luftsensoren 65 eingespeist werden. Ein Verstellantrieb 80 kann zur Steuerung der Ausrichtung des Windtrichters 10 verwendet werden. Das Luftsteuerungssystem 70 kann Eingangssignale an den Verstellantrieb 80 senden, die zur Änderung der Ausrichtung des Windtrichters 10 verwendet werden können, wie im Folgenden näher beschrieben ist. Ein Kraftwerksteuerungssystem 90 kommuniziert mit dem kohlebefeuerten Kessel 30 und dem Luftsteuerungssystem 70, um den Betrieb des Kessels 30 zu koordinieren, einschließlich der selektiven Zufuhr von Luft aus dem Windtrichter 10 durch die Lüftungsanlage 20 und/oder der unter Druck stehenden Umgebungsluft A aus dem Luftverdichter 100.As in 5 As shown, the wind funnel 10 may be provided with at least one air sensor 65 so that it receives sensed parameters such as wind speed, wind direction, temperature, barometric pressure, and the like. As in the 1-4 As shown schematically, the system may include an air control system 70 which receives signals from the air sensors 65 . An adjusting drive 80 can be used to control the orientation of the wind funnel 10 . The air control system 70 can send input signals to the actuator 80 that can be used to change the orientation of the wind funnel 10, as described in more detail below. A power plant control system 90 communicates with the coal-fired boiler 30 and the air control system 70 to coordinate the operation of the boiler 30, including the selective supply of air from the wind funnel 10 through the ventilation system 20 and/or the pressurized ambient air A from the air compressor 100 .

Der Windtrichter 10, der Luftsteuerungsschalter 20, das Luftsensormodul 65, das Luftsteuerungssystem 70, der Verstellantrieb 80 und das Kraftwerksteuerungssystem 90 können wie folgt zusammenwirken: Das Luftsensormodul 65 kann die Luftgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Dichte der Luftströmungen in der Nähe der Öffnung des Windtrichters 10 und/oder im Inneren des Windtrichters 10 erfassen. Die Signale der Luftsensoren 65 können an das Luftsteuerungssystem 70 gesendet werden, das mit dem Kraftwerksteuerungssystem 90 kommuniziert. Das Kraftwerksteuerungssystem 90 trifft Entscheidungen über die gewünschte Luftzusammensetzung und gibt diese Anweisungen an das Luftsteuerungssystem 70 weiter. Das Luftsteuerungssystem 70 kann mechanische Entscheidungen bezüglich des Luftstroms treffen und den Verstellantrieb 80 zur Steuerung der Richtung, in die der Windtrichter 10 für einen optimalen Lufteintritt weist, verwenden. Das Luftsteuerungssystem 70 kann auch in der Lage sein, den Luftsteuerungsschalter 20 zu betätigen, um den Strom von Druckluft in den Verbrennungsbereich 32 des Kessels 30 über den Windtrichter 10, die Umgebungsluft A und/oder den Dampfturbinenluftverdichter 100 zu steuern.The wind funnel 10, the air control switch 20, the air sensor module 65, the air control system 70, the adjustment drive 80 and the power plant control system 90 can interact as follows: The air sensor module 65 can measure the air speed, the temperature and/or the density of the air currents in the vicinity of the opening of the Wind funnel 10 and / or detect inside the wind funnel 10. The air sensor 65 signals may be sent to the air control system 70 which communicates with the power plant control system 90 . The power plant control system 90 makes decisions about the desired air composition and relays these instructions to the air control system 70 . The air control system 70 can make mechanical decisions regarding airflow and use the variable speed drive 80 to control the direction that the wind funnel 10 faces for optimal air intake. The air control system 70 may also be capable of actuating the air control switch 20 to control the flow of pressurized air into the combustion region 32 of the boiler 30 via the wind funnel 10, ambient air A, and/or the steam turbine air compressor 100.

5 ist eine teilweise schematische Seitenansicht und 6 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Windtrichters 10, der mit den oben beschriebenen Turbinensystemen 5, 120 und 140 von kohlebefeuerten Kraftwerken verwendet werden kann. Der Windtrichter 10 weist einen sich verjüngenden Körper 12, eine Einlassöffnung 14 und eine Auslassöffnung 16 auf. Wie in 5 gezeigt, kann ein Stützelement 18 zum Abstützen des Windtrichters 10 auf dem Boden oder dem Grund verwendet werden. Das Stützelement 18 kann eine beliebige geeignete Gestalt haben, wie etwa die eines Rads oder Rollkörpers, das bzw. der auf dem Boden oder auf einer Schiene rollen kann, um eine Drehung des Windtrichters um bis zu 360° in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene zu ermöglichen. 5 Fig. 12 is a partially schematic side view and Figs 6 12 is a partially schematic plan view of a wind funnel 10 that may be used with the coal-fired power plant turbine systems 5, 120 and 140 described above. The wind funnel 10 has a tapered body 12, an inlet port 14 and a Outlet opening 16 on. As in 5 As shown, a support member 18 may be used to support the wind horn 10 on the ground or ground. The support member 18 may have any suitable shape, such as a wheel or roller that can roll on the ground or on a track to allow the wind funnel to rotate up to 360° in a substantially horizontal plane .

Die Anordnung der Luftsensoren 65 befindet sich neben dem Windtrichter 10 und kann von jeder geeigneten Struktur gestützt werden, z. B. von dem in 5 gezeigten Basisstützelement 68 oder einer anderen geeigneten Struktur, z. B. einem (nicht gezeigten) Metallkabel, das sich über die Einlassöffnung 14 oder die Öffnung des Windtrichters 10 erstreckt. Die Daten von den Windsensoren 65 können drahtgebunden oder drahtlos an das Luftsteuerungssystem 70 übertragen werden. Jeder Windtrichter 10 kann seine eigenen Luftsensoren 65 aufweisen, die z. B. an Metallkabeln befestigt sind. Es kann eine Gruppe von Windtrichtern mit ihren eigenen Bereichen für Wind-, Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren vorgesehen sein, z. B. an Masten in vier Ecken eines Windparks, die Daten zurück an die Luftsensoren 65 übertragen.The array of air sensors 65 is located adjacent the wind funnel 10 and may be supported by any suitable structure, e.g. B. from the in 5 base support member 68 shown, or other suitable structure, e.g. a metal cable (not shown) extending across the inlet opening 14 or the opening of the wind funnel 10. The data from the wind sensors 65 can be transmitted to the air control system 70 in a wired or wireless manner. Each wind funnel 10 may have its own air sensors 65, e.g. B. attached to metal cables. There may be an array of wind funnels with their own areas for wind, temperature and humidity sensors, e.g. B. on masts in four corners of a wind farm, which transmit data back to the air sensors 65.

Die Systeme 5, 120 und 140 aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk können auch ein Übertragungsrohr 19 aufweisen. Ein Drehgelenk 23 kann zum Verbinden des Übertragungsrohrs 19 mit dem Lufteinlass 11 des Kessels 30 verwendet werden. Der Windtrichter 10 kann durch die Verwendung des Drehgelenks 23 und des Stützelements 18 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene um 360° drehbar sein. Das Übertragungsrohr 19 kann jede geeignete Querschnittsform haben, z.B. eine kreisförmige, quadratische, rechteckige Form oder dergleichen.The windhopper and coal fired power plant systems 5, 120 and 140 may also include a transfer tube 19. A swivel 23 can be used to connect the transfer tube 19 to the air inlet 11 of the boiler 30 . The wind hopper 10 may be rotatable through 360° in a substantially horizontal plane through the use of the pivot 23 and the support member 18 . The transfer tube 19 may have any suitable cross-sectional shape, such as circular, square, rectangular or the like.

Der Lufteinlass 11 des Kessels 30 kann auch jede geeignete Querschnittsform und -abmessung haben, wie im Folgenden näher beschrieben ist. Es können ein einzelner Lufteinlass 11 oder mehrere zusätzliche Lufteinlässe 11A und 11B verwendet werden. Es können z.B. zwei, drei oder vier Lufteinlässe an gewünschten Stellen am Umfang des kohlebefeuerten Kessels 30 vorgesehen sein, wobei dann ein Luftverteiler beliebiger geeigneter Bauart verwendet werden kann, um Druckluft aus dem Windtrichter 10 und dem Übertragungsrohr 19 zu den mehreren Lufteinlässen des Kessels 30 zu leiten.The air inlet 11 of the vessel 30 can also have any suitable cross-sectional shape and dimension, as described in more detail below. A single air inlet 11 or multiple additional air inlets 11A and 11B can be used. For example, there may be two, three or four air inlets at desired locations around the circumference of the coal fired boiler 30, in which case any suitable type of air manifold may be used to supply pressurized air from the wind funnel 10 and transfer tube 19 to the plurality of air inlets of the boiler 30 lead.

Wie in den 5 und 6 schematisch gezeigt, kann eine Leitschaufel 25 am Körper des Übertragungsrohrs 19 angebracht sein, um die Ausrichtung des Windtrichters 10 auf die vorherrschende Windrichtung zu erleichtern. Die Leitschaufel 25 kann einen beliebigen Aufbau haben, z. B. aus einer Kunststoff- oder Metallplatte oder aus einem flexiblen Gewebe, das an der Vorderkante der Schaufel 25 an einer abgewinkelten Metallstange befestigt ist.As in the 5 and 6 As shown schematically, a vane 25 may be attached to the body of the transfer tube 19 to facilitate alignment of the wind funnel 10 with the prevailing wind direction. The guide vane 25 can have any structure, e.g. B. from a plastic or metal plate or from a flexible fabric, which is attached to the leading edge of the blade 25 to an angled metal rod.

Wie in der Seitenansicht von 5 gezeigt, ist der Windtrichter 10 zwischen der Einlassöffnung 14 und der Auslassöffnung 16 mit einem vertikalen Kegelwinkel Tv, der in einer vertikalen Ebene gemessen wird, nach innen verjüngt. Wie in 5 weiter gezeigt, ist die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10, ausgehend von einer horizontalen Ebene gemessen, unter einem Neigungswinkel | ausgerichtet. Wie in 5 weiter gezeigt, hat die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 eine Höhe H. Eine horizontale oder Bodenebene G ist in 5 gekennzeichnet.As in the side view of 5 As shown, the wind funnel 10 is tapered inwardly between the inlet port 14 and the outlet port 16 with a vertical cone angle Tv measured in a vertical plane. As in 5 further shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10, measured from a horizontal plane, is at an angle of inclination | aligned. As in 5 further shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 has a height H. A horizontal or ground plane G is in FIG 5 marked.

Wie in der Draufsicht von 6 gezeigt, hat der Windtrichter 10 zwischen der Einlassöffnung 14 und der Auslassöffnung 16 einen horizontalen Kegelwinkel TH, der in einer horizontalen Ebene gemessen wird. Wie in 5 weiter gezeigt, hat die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 eine Breite W. Wie in den 5 und 6 gezeigt, hat der Windtrichter 10, gemessen zwischen der Einlassöffnung 14 und der Auslassöffnung 16, eine Länge L.As in the top view of 6 As shown, the wind funnel 10 has a horizontal cone angle T H between the inlet port 14 and the outlet port 16, measured in a horizontal plane. As in 5 As further shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 has a width W. As shown in FIGS 5 and 6 shown, the wind funnel 10, measured between the inlet opening 14 and the outlet opening 16, has a length L.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der in 5 gezeigte vertikale Kegelwinkel TV typischerweise im Bereich von 20 bis 120°, z. B. von 30 bis 90°, oder von 35 bis 70° oder von 45 bis 65° liegen.According to embodiments of the present invention, the in 5 shown vertical cone angles T V typically in the range 20 to 120°, e.g. B. from 30 to 90 °, or from 35 to 70 ° or from 45 to 65 °.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der in 6 gezeigte horizontale Kegelwinkel TH typischerweise im Bereich von 30 bis 90°, z. B. von 45 bis 85° oder von 60 bis 75° liegen.According to embodiments of the present invention, the in 6 horizontal cone angles T H shown typically in the range 30 to 90°, e.g. B. from 45 to 85 ° or from 60 to 75 °.

In bestimmten Ausführungsformen kann das Verhältnis des vertikalen Kegelwinkels zum horizontalen Kegelwinkel TV:TH typischerweise im Bereich von 1:4 bis 3:1 liegen, z.B. von 1:3 bis 2:1 oder von 1:2 bis 1:1.In certain embodiments, the ratio of the vertical cone angle to the horizontal cone angle T V :T H may typically range from 1:4 to 3:1, eg from 1:3 to 2:1 or from 1:2 to 1:1.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der in 5 gezeigte Neigungswinkel I typischerweise im Bereich von 75 bis 120°, z. B. von 80 bis 100° oder von 85 bis 95° liegen. In bestimmten Ausführungsformen beträgt der Neigungswinkel I 90°. Es kann jedoch jeder andere geeignete Neigungswinkel verwendet werden.According to embodiments of the present invention, the in 5 the angle of inclination I shown is typically in the range from 75 to 120°, e.g. B. from 80 to 100 ° or from 85 to 95 °. In certain embodiments, the angle of inclination I is 90°. However, any other suitable angle of inclination can be used.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Höhe H der in 5 gezeigten Einlassöffnung 14 des Windtrichters typischerweise zwischen 5 und 300 Metern liegen, z. B. zwischen 10 und 150 Metern oder zwischen 20 und 120 Metern. Es kann jedoch jede andere geeignete Höhe H verwendet werden, z. B. auf der Grundlage der Verfügbarkeit von Land, der Topographie und dergleichen.According to certain embodiments, the height H of the in 5 shown inlet opening 14 of the wind funnel are typically between 5 and 300 meters, z. B. between 10 and 150 meters or between 20 and 120 meters. However, any other suitable height H can be used, e.g. based on land availability, topography, and the like.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Breite W der in 6 gezeigten Einlassöffnung 14 des Windtrichters typischerweise zwischen 5 und 300 Metern liegen, z. B. zwischen 10 und 150 Metern oder zwischen 20 und 120 Metern. Es kann jedoch jede andere geeignete Breite W verwendet werden.According to certain embodiments, the width W of the in 6 shown inlet opening 14 of the wind funnel are typically between 5 and 300 meters, z. B. between 10 and 150 meters or between 20 and 120 meters. However, any other suitable width W can be used.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Länge L der Einlassöffnung 14 des Windtrichters, wie in den 5 und 6 gezeigt, typischerweise zwischen 5 und 300 Metern liegen, z. B. zwischen 10 und 150 Metern oder zwischen 20 und 120 Metern.According to certain embodiments, the length L of the inlet opening 14 of the wind funnel, as shown in FIGS 5 and 6 shown are typically between 5 and 300 metres, e.g. B. between 10 and 150 meters or between 20 and 120 meters.

In bestimmten Ausführungsformen kann das Verhältnis von Höhe zu Länge H:L typischerweise im Bereich von 1:3 bis 3:1 liegen, z. B. von 1:2 bis 2:1 oder von 1:1,5 bis 1,5:1.In certain embodiments, the height to length ratio H:L may typically range from 1:3 to 3:1, e.g. B. from 1:2 to 2:1 or from 1:1.5 to 1.5:1.

In bestimmten Ausführungsformen kann das Verhältnis von Breite zu Länge W:L im Bereich von 1:3 bis 3:1 liegen, z. B. von 1:2 bis 2:1 oder von 1:1,5 bis 1,5:1.In certain embodiments, the width to length ratio W:L may range from 1:3 to 3:1, e.g. B. from 1:2 to 2:1 or from 1:1.5 to 1.5:1.

In bestimmten Ausführungsformen können die Höhe H und die Breite W identisch sein. Alternativ können die Höhe H und die Breite W unterschiedlich sein. Das Verhältnis von Höhe zu Breite H:W kann z.B. zwischen 1:3 und 3:1 liegen, z. B. zwischen 1:2 und 2:1 oder zwischen 1:1,5 und 1,5:1.In certain embodiments, the height H and the width W can be the same. Alternatively, the height H and the width W can be different. The ratio of height to width H:W can for example be between 1:3 and 3:1, e.g. B. between 1:2 and 2:1 or between 1:1.5 and 1.5:1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Einlassöffnung eine Querschnittsfläche Al, die größer ist als eine Querschnittsfläche Ao der Auslassöffnung. In bestimmten Ausführungsformen kann das Querschnittsflächenverhältnis Al:Ao typischerweise im Bereich von 3:1 bis 80.000:1 liegen, z. B. von 5:1 bis 10.000:1, oder von 10:1 bis 5.000:1, oder von 20:1 bis 1.000:1.According to the present invention, the inlet opening has a cross-sectional area A l that is larger than a cross-sectional area A o of the outlet opening. In certain embodiments, the cross-sectional area ratio A l :A o may typically range from 3:1 to 80,000:1, e.g. from 5:1 to 10,000:1, or from 10:1 to 5,000:1, or from 20:1 to 1,000:1.

Der Windtrichter 10 hat ein Innenvolumen Fv, das typischerweise im Bereich von 1.000 bis 15.000.000 m3 liegt, z. B. von 10.000 bis 12.000.000 m3 oder von 100.000 bis 5.000.000 m3. In bestimmten Ausführungsformen kann das Innenvolumen Fv des Windtrichters 10 in Abhängigkeit von der Leistungsabgabe der Erdgasturbine 30 in MW gewählt werden, z.B. kann das Verhältnis von Fv:MW typischerweise im Bereich von 10.000:1 bis 200.000:1 liegen, z.B. von 50.000:1 bis 100.000:1, oder von 55.000:1 bis 85.000:1. Obwohl hier in erster Linie die Verwendung eines einzelnen Windtrichters 10 beschrieben ist, ist zu verstehen, dass zwei Windtrichter oder mehr in Kombination verwendet werden können, um eine einzelne Gasturbine zu speisen.The wind funnel 10 has an internal volume F v typically in the range 1,000 to 15,000,000 m 3 , e.g. B. from 10,000 to 12,000,000 m 3 or from 100,000 to 5,000,000 m 3 . In certain embodiments, the internal volume Fv of the wind funnel 10 can be selected depending on the power output of the natural gas turbine 30 in MW, e.g. the ratio of Fv :MW can typically range from 10,000:1 to 200,000:1, e.g. from 50,000: 1 to 100,000:1, or from 55,000:1 to 85,000:1. Although the use of a single windhorn 10 is primarily described herein, it should be understood that two windhorns or more may be used in combination to feed a single gas turbine.

Zu den Faktoren, die bei der Auswahl der Größe und Ausgestaltung des/der Windtrichter(s) 10 zu berücksichtigen sind, gehören: die Verfügbarkeit von Land rund um das kohlebefeuerte Kraftwerk, damit der Windtrichter 10 um eine Turbine oder um einen bestimmten Punkt kreisen kann, um den komprimierten Wind einzufangen und ihn dann durch Rohre zur Turbine zu transportieren; die Topographie und die relative Lage des Kraftwerks zu den konzentrierenden Windtrichtern, von denen es umgeben ist; die Höhe über dem Meeresspiegel zur Bestimmung der Luftdichte für den Zeitraum, in dem es verwendet wird; die durchschnittliche Windgeschwindigkeit zu bestimmten Tageszeiten; die Umgebungstemperatur in dem Zeitraum, in dem die Windenergie auftreten wird; und/oder die spezifische Turbinengröße.Factors to consider when selecting the size and design of the wind horn(s) 10 include: the availability of land around the coal fired power plant to allow the wind horn 10 to orbit a turbine or a specific point to capture the compressed wind and then transport it through pipes to the turbine; the topography and relative location of the power station to the concentrating wind funnels that surround it; the altitude above sea level to determine the air density for the period in which it is used; the average wind speed at certain times of the day; the ambient temperature during the period when the wind energy will occur; and/or the specific turbine size.

Wie in den 5 und 6 weiter gezeigt ist, kann der Umgebungswind mit einer Luftgeschwindigkeit Vl in die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 eintreten und mit einer Luftgeschwindigkeit Vo durch die Auslassöffnung austreten. In bestimmten Ausführungsformen kann das Verhältnis der Auslass- zur Einlassluftgeschwindigkeit Vo:Vl im Bereich von 1,5:1 bis 100:1 liegen, z. B. von 2:1 bis 50:1 oder von 5:1 bis 20:1.As in the 5 and 6 As further shown, the ambient wind may enter the inlet opening 14 of the wind funnel 10 at an air velocity V 1 and exit through the outlet opening at an air velocity Vo. In certain embodiments, the ratio of outlet to inlet air velocity V o :V l may range from 1.5:1 to 100:1, e.g. B. from 2:1 to 50:1 or from 5:1 to 20:1.

Der Luftdruck am Auslass Po des Windtrichters 10 ist größer als der Umgebungsluftdruck Pl am Einlass des Windtrichters, wobei das Verhältnis von Po: Pl z. B. typischerweise im Bereich von 1,1:1 bis 10:1, z. B. von 1,2:1 bis 5:1 oder von 1,5:1 bis 3:1 liegen kann.The air pressure at the outlet Po of the wind funnel 10 is greater than the ambient air pressure P l at the inlet of the wind funnel, the ratio of P o : P l z. typically in the range 1.1:1 to 10:1, e.g. B. from 1.2:1 to 5:1 or from 1.5:1 to 3:1.

Wie in 7 gezeigt, können sich das Übertragungsrohr 19 und der daran befestigte Windtrichter 10 zur Anpassung der Ausrichtung des Windtrichters 10 um die zentrale Drehachse C drehen R. Wenn sich z. B. die Richtung des vorherrschenden Windes ändert, kann der Windtrichter 10 in eine Position geschwenkt werden, in der der vorherrschende Wind frontal auf die Einlassöffnung 14 trifft, so dass die Luftgeschwindigkeit Vl während des Betriebs maximiert wird. Die Leitschaufel 25 kann zum Ausrichten des Windtrichters 10 auf die vorherrschende Windrichtung verwendet werden. Während das kohlebefeuerte Kraftwerk 30 in einer stationären Position verbleibt, kann der Windtrichter 10 selektiv in einem Bogen von bis zu 360° gedreht werden, um die Luftgeschwindigkeit Vl an der Einlassöffnung zu maximieren. Obwohl eine volle Drehbewegung R von 360° in den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt, kann der von der Drehbewegung durchquerte Bogen in bestimmten Ausführungsformen weniger als 360° und z. B. 270° oder 180° betragen.As in 7 As shown, the transfer tube 19 and attached wind horn 10 may rotate R about the central axis of rotation C to adjust the orientation of the wind horn 10. For example, if For example, as the direction of the prevailing wind changes, the wind funnel 10 can be pivoted to a position where the prevailing wind strikes the inlet port 14 head-on, such that the air velocity V 1 is maximized during operation. The guide vane 25 can be used to align the wind funnel 10 with the prevailing wind direction. While the coal fired power plant 30 remains in a stationary position, the wind funnel 10 can be selectively rotated through an arc of up to 360° to maximize the air velocity V 1 at the inlet port. Although a full 360° rotation R is within the scope of the present invention, in certain embodiments the arc traversed by the rotation may be less than 360°, e.g. B. 270 ° or 180 °.

In der in 7 gezeigten Ausführungsform können der Windtrichter 10 und seine Stützelemente 18 längs einer kreisförmigen Schiene 15 gehalten und geführt sein, die sich in der gezeigten Ausführungsform in einem Bogen von 270° um die zentrale Drehachse C erstreckt. Die Schiene 15 kann z.B. zwei Eisenbahnschienen umfassen, die jeweils zwei Metall- oder Polymerrollkörperräder für insgesamt vier Räder für jedes Stützelement 18 tragen.in the in 7 In the embodiment shown, the wind funnel 10 and its support members 18 may be supported and guided along a circular rail 15 which extends in an arc of 270° about the central axis of rotation C in the embodiment shown. The rail 15 may, for example, comprise two railroad tracks, each having two Carry metal or polymer roller wheels for a total of four wheels for each support member 18.

Obwohl in der in den Figuren gezeigten Ausführungsform der Windtrichter 10 und das Übertragungsrohr 19 als miteinander verbunden gezeigt sind, ist zu verstehen, dass eine (nicht gezeigte) Gelenkverbindung zwischen dem Windtrichter 10 und dem Übertragungsrohr 19 zusätzlich zu oder anstelle der in den Figuren dargestellten zentralen Drehachse C und der Drehverbindung 24 verwendet werden kann. Darüber hinaus kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung jeder andere geeignete Befestigungsmechanismus oder jede andere geeignete -konstruktion verwendet werden, der/die die Steuerung der Windtrichterausrichtung ermöglicht und dabei die Luftströmungsverbindung zwischen dem Windtrichter und dem Verbrennungsbereich 32 des kohlebefeuerten Kessels 30 aufrechterhält.Although in the embodiment shown in the figures the wind horn 10 and transfer tube 19 are shown as being connected together, it is to be understood that a hinged connection (not shown) between the wind horn 10 and the transfer tube 19 may be used in addition to or in lieu of the central one shown in the figures Axis of rotation C and the rotary joint 24 can be used. In addition, any other suitable mounting mechanism or structure that allows for control of the venturi orientation while maintaining airflow communication between the venturi and the combustion region 32 of the coal fired boiler 30 may be used in accordance with the present invention.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Ausgestaltung des Übertragungsrohrs 19 auf der Grundlage der besonderen Ausgestaltung des stromaufwärtigen Windtrichters 10 gesteuert werden. Es ist z. B. möglich, die Querschnittsform und die Größe des Übertragungsrohrs 19 zu steuern, die Gesamtlänge des Übertragungsrohrs zu steuern und die Form und die Abmessungen der gesamten Länge des Übertragungsrohrs 19 in Längsrichtung zu steuern. In bestimmten Ausführungsformen stimmt der Einlass des Übertragungsrohrs 19 im Wesentlichen mit der Auslassöffnung 16 des Windtrichters 10 überein. So können die Querschnittsformen und -abmessungen aufeinander abgestimmt werden. In anderen Ausführungsformen ist es jedoch möglich, dass der Einlass des Übertragungsrohrs 19 nicht mit der Auslassöffnung 16 des Windtrichters 10 übereinstimmt.According to embodiments of the present invention, the configuration of the transfer tube 19 can be controlled based on the particular configuration of the upstream wind funnel 10 . It is Z. For example, it is possible to control the cross-sectional shape and size of the transfer tube 19, to control the overall length of the transfer tube, and to control the shape and dimensions of the entire length of the transfer tube 19 in the longitudinal direction. In certain embodiments, the inlet of the transfer tube 19 substantially coincides with the outlet opening 16 of the wind funnel 10 . In this way, the cross-sectional shapes and dimensions can be matched to one another. However, in other embodiments it is possible that the inlet of the transfer tube 19 does not correspond to the outlet opening 16 of the wind funnel 10 .

In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform kann das Übertragungsrohr 19 einen Innendurchmesser haben, der eine Querschnittsfläche definiert, die der Querschnittsfläche Ao der Auslassöffnung ähnlich ist. In bestimmten Ausführungsformen wird die Querschnittsfläche des Übertragungsrohrs 19 über die Länge des Übertragungsrohrs 19 in Längsrichtung im Wesentlichen konstant gehalten. In anderen Ausführungsformen kann die Querschnittsfläche des Übertragungsrohrs 19 jedoch längs seiner Länge variieren, z. B. kann sich das Übertragungsrohr 19 von seinem Einlass zu seinem Auslass geringfügig nach innen verjüngen.In the embodiment shown in the figures, the transfer tube 19 may have an inner diameter that defines a cross-sectional area similar to the cross-sectional area Ao of the outlet port. In certain embodiments, the cross-sectional area of the transfer tube 19 is maintained substantially constant along the longitudinal length of the transfer tube 19 . In other embodiments, however, the cross-sectional area of the transfer tube 19 may vary along its length, e.g. eg, the transfer tube 19 may taper slightly inward from its inlet to its outlet.

Das Übertragungsrohr 19 kann in jeder geeigneten Länge ausgeführt sein. Es ist z. B. möglich, die Gesamtlänge des Übertragungsrohrs 19 zu minimieren, um die Luftreibung, den Druckabfall oder die Verzögerung der Luft beim Durchströmen des Übertragungsrohrs 19 zu verringern.The transfer tube 19 may be any suitable length. It is Z. B. possible to minimize the overall length of the transfer tube 19 to reduce the air friction, the pressure drop or the delay of the air when flowing through the transfer tube 19.

In bestimmten Ausführungsformen werden die Länge des Übertragungsrohrs 19 und die Form des Windtrichters 10 so gesteuert, dass ein ausreichender Freiraum für die Drehung des Übertragungsrohrs 19 und des Windtrichters 10 in Bezug auf den Kessel 30 vorhanden ist, ohne dass dieser behindert wird. Alternative Windtrichter- und/oder Übertragungsrohrausgestaltungen können vorgesehen sein, um einen ausreichenden Freiraum während der Rotation zu gewährleisten, z.B. kann ein Windtrichter 10a mit flachem Boden, wie in der Ausführungsform von 8 gezeigt, verwendet werden, so dass ein zusätzlicher Freiraum geschaffen wird, wenn der Windtrichter über dem Turbinengehäuse 35 rotiert.In certain embodiments, the length of the transfer tube 19 and the shape of the wind horn 10 are controlled so that there is sufficient clearance for the rotation of the transfer tube 19 and the wind horn 10 with respect to the boiler 30 without impeding it. Alternative wind funnel and/or transfer tube designs may be provided to ensure sufficient clearance during rotation, eg a flat bottomed wind funnel 10a as in the embodiment of FIG 8th shown, may be used to provide additional clearance as the wind funnel rotates over the turbine housing 35.

Der Lufteinlass 11 kann einen Innendurchmesser haben, der eine Querschnittsfläche definiert, die gleich oder kleiner als der Innendurchmesser und die Querschnittsfläche des Übertragungsrohrs 19 sein kann. In bestimmten Ausführungsformen ist die Querschnittsfläche des Lufteinlasses 11 über die Länge des Lufteinlasses 11 in Längsrichtung im Wesentlichen konstant gehalten. In anderen Ausführungsformen kann die Querschnittsfläche des Lufteinlasses 11 jedoch längs seiner Länge variieren, z. B. kann sich der Lufteinlass 11 von seinem Einlass zu seinem Auslass geringfügig nach innen verjüngen.The air inlet 11 may have an inside diameter that defines a cross-sectional area that may be equal to or smaller than the inside diameter and cross-sectional area of the transfer tube 19 . In certain embodiments, the cross-sectional area of the air inlet 11 is kept substantially constant over the length of the air inlet 11 in the longitudinal direction. In other embodiments, however, the cross-sectional area of the air inlet 11 may vary along its length, e.g. eg, the air inlet 11 may taper slightly inward from its inlet to its outlet.

Der Lufteinlass 11 kann in jeder geeigneten Länge ausgeführt sein. Z. B. kann die Gesamtlänge des Lufteinlasses 11 minimiert werden, um die Luftreibung, den Druckabfall oder die Verzögerung der Luft beim Durchströmen des Lufteinlasses 11 zu verringern.The air inlet 11 can be of any suitable length. For example, the overall length of the air inlet 11 can be minimized to reduce air friction, pressure drop, or air delay as it flows through the air inlet 11 .

Die 8 und 9 sind Seitenansichten alternativer Windtrichterausgestaltungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In 8 weist der Windtrichter 10a eine untere Fläche auf, die im Wesentlichen parallel zur horizontalen Ebene G verläuft. Der vertikale Kegelwinkel Tv erstreckt sich somit von der im Wesentlichen horizontalen unteren Fläche zur abgewinkelten oberen Fläche des Windtrichters 10a. In 10 weist der Windtrichter 10b eine obere Fläche auf, die im Wesentlichen parallel zur horizontalen Ebene G verläuft, und eine abgewinkelte untere Fläche. Bei dieser Ausführungsform wird der vertikale Kegelwinkel Tv von der oberen, im Wesentlichen horizontalen Fläche zur unteren, abgewinkelten Fläche gemessen. In jeder der in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen kann der vertikale Kegelwinkel Tv innerhalb der vertikalen Kegelwinkelbereiche Tv liegen, die oben in Verbindung mit der in 2 gezeigten Ausführungsform beschrieben sind.The 8th and 9 12 are side views of alternative wind funnel configurations according to embodiments of the invention. In 8th the wind funnel 10a has a bottom surface which is substantially parallel to the horizontal plane G. The vertical cone angle Tv thus extends from the substantially horizontal bottom surface to the angled top surface of the wind funnel 10a. In 10 For example, the wind funnel 10b has a top surface that is substantially parallel to the horizontal plane G and an angled bottom surface. In this embodiment, the vertical cone angle Tv is measured from the top, substantially horizontal surface to the bottom, angled surface. In each of the in the 8th and 9 In the embodiments shown, the vertical cone angle Tv may be within the vertical cone angle ranges Tv described above in connection with the Fig 2 embodiment shown are described.

Die 10-14 sind teilweise schematische Endansichten von Windtrichtern 10 mit verschiedenen Arten von Querschnittsformen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.The 10-14 12 are partially schematic end views of wind funnels 10 with various n types of cross-sectional shapes according to embodiments of the invention.

In der in 10 gezeigten Ausführungsform hat die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 eine rechteckige Form, und die Auslassöffnung 16 hat auch eine rechteckige Form. Die Einlassöffnung 14 hat eine Querschnittsfläche Al, die dem Produkt von W·H entspricht. Die Auslassöffnung 16 hat eine kleinere Querschnittsfläche Ao, die in der gezeigten Ausführungsform dem Produkt aus Höhe und Breite der Auslassöffnung entspricht, die miteinander multipliziert werden. Wie oben beschrieben, kann das Verhältnis von Al: Ao typischerweise im Bereich von 3:1 bis 80.000:1 liegen, z.B. von 5:1 bis 10.000:1, oder von 10:1 bis 5.000:1, oder von 20:1 bis 1.000:1.in the in 10 In the embodiment shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 has a rectangular shape and the outlet opening 16 also has a rectangular shape. The inlet port 14 has a cross-sectional area Al equal to the product of W*H. The outlet opening 16 has a smaller cross-sectional area A o which, in the embodiment shown, corresponds to the product of the height and width of the outlet opening, which are multiplied together. As described above, the ratio of A l : A o may typically range from 3:1 to 80,000:1, e.g. from 5:1 to 10,000:1, or from 10:1 to 5,000:1, or from 20:1. 1 to 1,000:1.

In der in 11 gezeigten Ausführungsform hat die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 eine insgesamt quadratische Querschnittsform mit einer Querschnittsfläche Al, die dem Produkt von W·H entspricht. Obwohl dies in 11 nicht gezeigt ist, weist der Windtrichter 10 auch eine Auslassöffnung 16 mit einer beliebigen Querschnittsform, z.B. einer quadratischen, rechteckigen, runden Form oder dergleichen auf.in the in 11 In the embodiment shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 has a generally square cross-sectional shape with a cross-sectional area A 1 equal to the product of W*H. Although this in 11 not shown, the wind funnel 10 also has an outlet opening 16 with any cross-sectional shape, eg a square, rectangular, circular shape or the like.

In der in 12 gezeigten Ausführungsform ist die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 insgesamt kreisförmig mit einem Durchmesser D. Die Querschnittsfläche Al ist in 12 ebenfalls gekennzeichnet.in the in 12 In the embodiment shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 is generally circular with a diameter D. The cross-sectional area A l is in 12 also marked.

In der in 13 gezeigten Ausführungsform ist die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 insgesamt halbkugelförmig und hat einen Durchmesser D. Die Querschnittsfläche Al der Einlassöffnung ist in 13 ebenfalls gekennzeichnet.in the in 13 In the embodiment shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 is hemispherical overall and has a diameter D. The cross-sectional area A l of the inlet opening is in 13 also marked.

In der in 14 gezeigten Ausführungsform hat die Einlassöffnung 14 des Windtrichters 10 eine insgesamt dreieckige Form mit einer Höhe H und einer Breite W. Die Querschnittsfläche Al ist in 14 ebenfalls gekennzeichnet.in the in 14 In the embodiment shown, the inlet opening 14 of the wind funnel 10 has an overall triangular shape with a height H and a width W. The cross-sectional area A l is in 14 also marked.

Obwohl in den 10-14 verschiedene Querschnittsformen des Windtrichters dargestellt sind, ist zu verstehen, dass jede andere geeignete Querschnittsform der Einlassöffnung 14 und/oder der Auslassöffnung 16 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.Although in the 10-14 While various cross-sectional shapes of the wind funnel are illustrated, it is to be understood that any other suitable cross-sectional shape of the inlet port 14 and/or the outlet port 16 may be used in accordance with the present invention.

Die 15-18 sind Draufsichten, die schematisch verschiedene Windtrichterausgestaltungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.The 15-18 12 are plan views schematically showing various wind funnel configurations according to embodiments of the present invention.

In der in den 15 und 16 gezeigten Ausführungsform hat der Körper des Windtrichters 10 insgesamt flache abgewinkelte Seiten, ähnlich den in den 5 und 7 gezeigten Ausführungsformen; die Seiten können jedoch alternativ konvex sein.In the in the 15 and 16 In the embodiment shown, the body of the wind funnel 10 has generally flat angled sides similar to those shown in FIGS 5 and 7 embodiments shown; however, the sides may alternatively be convex.

In der in 17 gezeigten Ausführungsform weist der Windtrichter 10d eine konkav gekrümmte Außenfläche auf.in the in 17 embodiment shown, the wind funnel 10d has a concavely curved outer surface.

In der in 18 gezeigten Ausführungsform weist der Windtrichter 10e eine komplex gekrümmte Außenfläche auf, die einen konvexen Teil nahe der Einlassöffnung 14 und einen konkaven Teil nahe der Auslassöffnung aufweist.in the in 18 In the embodiment shown, the wind funnel 10e has a complex curved outer surface having a convex portion near the inlet port 14 and a concave portion near the outlet port.

In den in den 15-18 gezeigten Ausführungsformen haben die verschiedenen Windtrichter eine Breite W und eine Länge L, die den oben beschriebenen Breiten W und Längen L entsprechen können.In the in the 15-18 In the embodiments shown, the various wind funnels have a width W and a length L, which can correspond to the widths W and lengths L described above.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die besondere Ausgestaltung des Windtrichters 10 auf der Grundlage verschiedener Parameter oder Faktoren wie vorherrschende Windgeschwindigkeiten, Landtopographie, Landverfügbarkeit, Höhe, Umgebungstemperatur, Turbinenausgangsleistung und dergleichen ausgewählt werden. Zur Optimierung der Form und Größe des Windtrichters 10 kann z.B. eine Computermodellierung durchgeführt werden.In accordance with embodiments of the present invention, the particular configuration of the wind funnel 10 may be selected based on various parameters or factors such as prevailing wind speeds, land topography, land availability, elevation, ambient temperature, turbine power output, and the like. Computer modeling, for example, can be used to optimize the shape and size of the wind funnel 10 .

Während besondere Ausführungsformen dieser Erfindung oben zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass zahlreiche Änderungen an den Einzelheiten der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.While particular embodiments of this invention have been described above for purposes of illustration, it will be apparent to those skilled in the art that various changes can be made in the details of the present invention without departing from the invention as defined in the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 16/386451 [0020]US 16/386451 [0020]

Claims (25)

System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk, das Folgendes umfasst: einen Windtrichter, der eine Einlassöffnung mit einer Querschnittsfläche und eine Auslassöffnung mit einer Querschnittfläche aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung, wobei der Windtrichter zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung nach innen verjüngt ist; eine Lüftungsanlage, die mit dem Windtrichter in Luftströmungsverbindung steht; und ein kohlebefeuertes Stromerzeugungssystem, das mit der Lüftungsanlage in Luftströmungsverbindung steht und so aufgebaut und angeordnet ist, dass es zumindest einen Teil der komprimierten Luft aufnimmt, die aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system comprising: a wind funnel having an inlet opening with a cross-sectional area and an outlet opening with a cross-sectional area that is smaller than the cross-sectional area of the inlet opening, the wind funnel being tapered inwardly between the inlet opening and the outlet opening; a ventilator in airflow communication with the wind funnel; and a coal-fired power generation system in airflow communication with the ventilation system and constructed and arranged to receive at least a portion of the compressed air supplied from the wind funnel via the ventilation system. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 1, wobei das kohlebefeuerte Stromerzeugungssystem einen kohlebefeuerten Kessel aufweist.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 1 wherein the coal-fired power generation system comprises a coal-fired boiler. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 2, wobei die komprimierte Luft aus dem Windtrichter einem Verbrennungsbereich des kohlebefeuerten Kessels zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 2 wherein the compressed air from the wind funnel is supplied to a combustion region of the coal-fired boiler. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 3, wobei die komprimierte Luft aus dem Windtrichter mit einem Druck über dem Atmosphärendruck dem Verbrennungsbereich zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 3 , wherein the compressed air from the wind funnel is supplied to the combustion area at a pressure above atmospheric pressure. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 2, wobei der kohlebefeuerte Kessel eine Wirbelschicht aufweist.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 2 , wherein the coal-fired boiler has a fluidized bed. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 5, wobei die komprimierte Luft aus dem Windtrichter an mehreren Stellen der Wirbelschicht zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 5 , whereby the compressed air from the wind funnel is fed to the fluidized bed at several points. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 6, wobei die Luft aus dem Windtrichter einem Verbrennungsbereich oberhalb der Wirbelschicht; in die Wirbelschicht oder unterhalb der Wirbelschicht zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 6 , wherein the air from the wind funnel to a combustion area above the fluidized bed; is fed into the fluidized bed or below the fluidized bed. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 5, wobei die Wirbelschicht druckaufgeladen ist.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 5 , where the fluidized bed is pressurized. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 2, wobei die Lüftungsanlage heißes Rauchgas aus dem kohlebefeuerten Kessel aufnimmt und so aufgebaut und angeordnet ist, dass die komprimierte Luft aus dem Windtrichter mit dem heißen Rauchgas vorgewärmt wird, bevor die komprimierte Luft dem kohlebefeuerten Kessel zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 2 wherein the ventilation system receives hot flue gas from the coal-fired boiler and is constructed and arranged so that the compressed air from the flue is preheated with the hot flue gas before the compressed air is fed to the coal-fired boiler. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 2, wobei der kohlebefeuerte Kessel eine Dampfturbine mit Hochdruckdampf speist, Niederdruckdampf von der Dampfturbine zur Lüftungsanlage geleitet wird und die Lüftungsanlage so aufgebaut und angeordnet ist, dass die komprimierte Luft aus dem Windtrichter mit Niederdruckdampf vorgewärmt wird, bevor die komprimierte Luft dem kohlebefeuerten Kessel zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 2 wherein the coal-fired boiler feeds high-pressure steam to a steam turbine, low-pressure steam is routed from the steam turbine to the ventilation system, and the ventilation system is constructed and arranged so that the compressed air from the wind funnel is preheated with low-pressure steam before the compressed air is fed to the coal-fired boiler. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 1, wobei das kohlebefeuerte Stromerzeugungssystem Folgendes umfasst: einen ersten Gasverbrennungsgeneratorabschnitt; einen zweiten Gasverbrennungsgeneratorabschnitt, und einen Dampfgeneratorabschnitt mit einer druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer, wobei zumindest ein Teil der aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zugeführten komprimierten Luft selektiv einem Mitteldruckverdichter des zweiten Gasverbrennungsgeneratorabschnitts und einem Hochdruckverdichter des ersten Gasverbrennungsgeneratorabschnitts zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 1 wherein the coal-fired power generation system comprises: a first gas combustion generator section; a second gas combustion generator section, and a steam generator section having a pressurized fluidized bed combustor, wherein at least a portion of the compressed air supplied from the wind funnel via the ventilation system is selectively supplied to an intermediate pressure compressor of the second gas combustion generator section and a high pressure compressor of the first gas combustion generator section. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 11, wobei der Mitteldruckverdichter mehrere Reihen von drehbaren Turbinenschaufeln umfasst und die aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zugeführte komprimierte Luft selektiv verschiedenen Reihen von drehbaren Turbinenschaufeln zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 11 wherein the intermediate pressure compressor comprises a plurality of rows of rotatable turbine blades and the compressed air supplied from the wind funnel via the ventilation system is selectively supplied to different rows of rotatable turbine blades. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 11, wobei der zweite Gasverbrennungsgeneratorabschnitt einen Niederdruckverdichter umfasst, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass er lösbar an den Mitteldruckverdichter des zweiten Gasverbrennungsgeneratorabschnitts gekoppelt ist.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 11 wherein the second gas combustion generator section includes a low pressure compressor constructed and arranged to be releasably coupled to the intermediate pressure compressor of the second gas combustion generator section. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 11, wobei die druckaufgeladene Wirbelschichtbrennkammer einen Druckbehälter aufweist, der einen kohlebefeuerten Kessel umgibt, in dem ein Wärmetauscher enthalten ist.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 11 wherein the pressurized fluidized bed combustor comprises a pressure vessel surrounding a coal-fired boiler containing a heat exchanger. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 14, das ferner eine Hochdruckluftleitung aufweist, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass dem Druckbehälter der druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer Hochdruckluft aus dem Hochdruckverdichter des ersten Gasverbrennungsgeneratorabschnitts zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system Claim 14 further comprising a high pressure air duct constructed and arranged to the pressure vessel of the pressurized fluidized bed combustor high pressure air is supplied from the high pressure compressor of the first gas combustion generator section. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 1, wobei die Lüftungsanlage einen Wärmetauscher und/oder einen Vorwärmer umfasst und dem Wärmetauscher und/oder Vorwärmer Luft aus dem Windtrichter zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 1 , wherein the ventilation system comprises a heat exchanger and/or a preheater and air is supplied from the wind funnel to the heat exchanger and/or preheater. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 16, das ferner ein Luftgebläse aufweist, das so aufgebaut und angeordnet ist, dass einem kohlebefeuerten Kessel des kohlebefeuerten Stromerzeugungssystems Umgebungsluft zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system Claim 16 further comprising an air blower constructed and arranged to supply ambient air to a coal fired boiler of the coal fired power generation system. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 17, wobei das Gebläse so aufgebaut und angeordnet ist, das die Umgebungsluft selektiv dem Wärmetauscher und/oder dem Vorwärmer zugeführt wird.Wind funnel and coal-fired power plant system Claim 17 , wherein the fan is constructed and arranged so that the ambient air is selectively supplied to the heat exchanger and / or the preheater. System aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk nach Anspruch 1, wobei der Windtrichter zur Anpassung an verschiedene vorherrschende Windrichtungen um eine vertikale Achse drehbar ist, die Einlassöffnung des Windtrichters eine Querschnittsfläche Al hat, die Auslassöffnung des Windtrichters eine Querschnittsfläche Ao hat, ein Querschnittsflächenverhältnis Al:Ao zwischen 5:1 und 10.000:1 beträgt und der Windtrichter ein Innenvolumen Fv von 1.000 bis 15.000.000 m3 hat.Wind funnel and coal-fired power plant system claim 1 , wherein the wind funnel can be rotated about a vertical axis to adapt to different prevailing wind directions, the inlet opening of the wind funnel has a cross-sectional area A l , the outlet opening of the wind funnel has a cross-sectional area A o , a cross-sectional area ratio A l :A o between 5:1 and 10,000 :1 and the wind funnel has an internal volume F v of 1,000 to 15,000,000 m 3 . Verfahren zum Betreiben eines Systems aus Windtrichter und kohlebefeuertem Kraftwerk, das Folgendes umfasst: Speisen einer Lüftungsanlage mit komprimierter Luft aus einem Windtrichter; und Zuführen zumindest eines Teils der komprimierten Luft aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zu einem kohlebefeuerten Stromerzeugungssystem.A method of operating a wind funnel and coal fired power plant system, comprising: feeding a ventilation system with compressed air from a wind funnel; and delivering at least a portion of the compressed air from the wind funnel to a coal-fired power generation system via the ventilation system. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das kohlebefeuerte Stromerzeugungssystem einen kohlebefeuerten Kessel aufweist und der mindestens eine Teil der komprimierten Luft aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage in einen Verbrennungsbereich des kohlebefeuerten Kessels geleitet wird.procedure after claim 20 wherein the coal-fired power generation system includes a coal-fired boiler and the at least a portion of the compressed air from the wind funnel is directed via the ventilation system into a combustion region of the coal-fired boiler. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der kohlebefeuerte Kessel eine Wirbelschicht aufweist und die komprimierte Luft aus dem Windtrichter an mindestens einer Stelle oberhalb der Wirbelschicht, in der Wirbelschicht oder unterhalb der Wirbelschicht dem kohlebefeuerten Kessel zugeführt wird.procedure after Claim 21 wherein the coal-fired boiler has a fluidized bed and the compressed air from the wind hopper is supplied to the coal-fired boiler at least at one point above the fluidized bed, in the fluidized bed or below the fluidized bed. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das kohlebefeuerte Stromerzeugungssystem Folgendes umfasst: einen ersten Gasverbrennungsgeneratorabschnitt; einen zweiten Gasverbrennungsgeneratorabschnitt, und einen Dampfgeneratorabschnitt mit einer druckaufgeladenen Wirbelschichtbrennkammer, wobei zumindest ein Teil der aus dem Windtrichter über die Lüftungsanlage zugeführten komprimierten Luft selektiv einem Mitteldruckverdichter des zweiten Gasverbrennungsgeneratorabschnitts und einem Hochdruckverdichter des ersten Gasverbrennungsgeneratorabschnitts zugeführt wird.procedure after Claim 22 wherein the coal-fired power generation system comprises: a first gas combustion generator section; a second gas combustion generator section, and a steam generator section having a pressurized fluidized bed combustor, wherein at least a portion of the compressed air supplied from the wind funnel via the ventilation system is selectively supplied to an intermediate pressure compressor of the second gas combustion generator section and a high pressure compressor of the first gas combustion generator section. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Windtrichter eine Einlassöffnung mit einer Querschnittsfläche und eine Auslassöffnung mit einer Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung, der Windtrichter zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung nach innen verjüngt ist und der Windtrichter zur Anpassung an verschiedene vorherrschende Windrichtungen um eine vertikale Achse drehbar ist.procedure after claim 20 , wherein the wind funnel has an inlet opening with a cross-sectional area and an outlet opening with a cross-sectional area that is smaller than the cross-sectional area of the inlet opening, the wind funnel is tapered inwardly between the inlet opening and the outlet opening, and the wind funnel is vertical to accommodate different prevailing wind directions axis is rotatable. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Einlassöffnung des Windtrichters eine Querschnittsfläche Al hat, die Auslassöffnung des Windtrichters eine Querschnittsfläche Ao hat, ein Querschnittsflächenverhältnis Al:Ao zwischen 5:1 und 10.000:1 beträgt und der Windtrichter ein Innenvolumen Fv von 1.000 bis 15.000.000 m3 hat.procedure after claim 20 , wherein the inlet opening of the wind funnel has a cross-sectional area A l , the outlet opening of the wind funnel has a cross-sectional area A o , a cross-sectional area ratio A l: A o is between 5:1 and 10,000:1 and the wind funnel has an internal volume F v of 1,000 to 15,000. 000m3 has.
DE112021003062.0T 2020-06-01 2021-06-01 WIND ASSISTED AIR SUPPLY FOR COAL FIRED POWER PLANTS Pending DE112021003062T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/889,523 US20240077202A9 (en) 2018-04-17 2020-06-01 Wind-assisted air supply to coal-fired power plants
US16/889,523 2020-06-01
PCT/US2021/035215 WO2021247547A1 (en) 2020-06-01 2021-06-01 Wind-assisted air supply to coal-fired power plants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021003062T5 true DE112021003062T5 (en) 2023-03-16

Family

ID=72829579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021003062.0T Pending DE112021003062T5 (en) 2020-06-01 2021-06-01 WIND ASSISTED AIR SUPPLY FOR COAL FIRED POWER PLANTS

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN116057258A (en)
DE (1) DE112021003062T5 (en)
WO (1) WO2021247547A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US757800A (en) * 1904-03-16 1904-04-19 Joseph J Williams Wind-motor.
DE2944863A1 (en) * 1979-11-07 1981-05-27 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Gas-turbine combustion chamber - has tangential inlet for fine granular fuel and air near end wall
JP2736601B2 (en) * 1993-12-16 1998-04-02 川崎重工業株式会社 Centrifugal fluidized bed gas turbine
CN100494659C (en) * 2006-08-09 2009-06-03 马龙根 Coal powder gas turbine generation system and process for producing coal powder two-phase flow fuel
FI20125171L (en) * 2012-02-15 2013-08-16 Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed boiler with air preheating arrangement
EP3781802A2 (en) * 2018-04-17 2021-02-24 Kayara, Sammy Wind-funneling for gas turbines

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021247547A1 (en) 2021-12-09
CN116057258A (en) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004011762T2 (en) METHOD FOR OPERATING A GAS TURBINE GROUP
DE69127564T2 (en) Combined power plant with charged fluidized bed combustion and method for operating the same
DE3532281C2 (en) METHOD AND SYSTEM FOR INFLUENCING THE EXHAUST GAS FROM A FLUID BED BOILER
DE60026235T2 (en) Gas turbine and its regulation
DE2722357C2 (en) air conditioning
DE2204723A1 (en) Arrangement of cooling devices
DE102011102721A1 (en) Gas and steam combined cycle power plant with flue gas recirculation
DE69005099T2 (en) Burners for heat generators.
DE2742733A1 (en) DEVICE FOR PRODUCING SPHERICAL METAL POWDER NOT CLEANED BY THE ENVIRONMENTAL ATMOSPHERE
WO2010142573A2 (en) Method and device for the recirculation of exhaust gases in a gas turbine
CH697912B1 (en) Cooling circuit to improve turbine performance assets.
DE3304417A1 (en) AIRCRAFT ENGINE
CH697746B1 (en) Combined cycle power plant with a device for the pressure supply to a spray inlet temperature reduction of gas turbines as well as method for its operation.
DE60131161T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR EXHAUST RECOVERY AND A CHARGED DIESEL ENGINE
DE2808051A1 (en) COMBUSTION CHAMBER FOR A GAS TURBINE OR DGL.
DE19961540A1 (en) Air feed channel for steam generator with heat recovery, is coupled to left and right sides of inlet channel for steam generator supplied with gas turbine exhaust gas
DE2738722A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR AVOIDING THE FORMATION OF NITROGEN OXIDES
DE112021003062T5 (en) WIND ASSISTED AIR SUPPLY FOR COAL FIRED POWER PLANTS
DE102010060060A1 (en) 3-way throttle valve
EP1208294B1 (en) Method and device for increasing the pressure of a gas
DE112013007573T5 (en) Gas turbine inlet air conditioning coil system
EP3399264B1 (en) Cooling tower; spray field system for a cooling tower, use and method
WO2010142560A1 (en) Mixing element for the intake flow of gas turbines
DE2819158A1 (en) COMPOSITE POWER GENERATION SYSTEM
WO2005031144A1 (en) Combustion engine unit comprising a humidifying device