DE3413241A1 - Combined gas/steam turbine power station with CO/O2 combustion - Google Patents
Combined gas/steam turbine power station with CO/O2 combustionInfo
- Publication number
- DE3413241A1 DE3413241A1 DE19843413241 DE3413241A DE3413241A1 DE 3413241 A1 DE3413241 A1 DE 3413241A1 DE 19843413241 DE19843413241 DE 19843413241 DE 3413241 A DE3413241 A DE 3413241A DE 3413241 A1 DE3413241 A1 DE 3413241A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas turbine
- gas
- pressure part
- compressor
- combustion
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 31
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/34—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid with recycling of part of the working fluid, i.e. semi-closed cycles with combustion products in the closed part of the cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
-
- 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]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Kombiniertes Gas-/Dampfturbinen- Combined gas / steam turbine
kraftwerk mit CO/O2-Verbrennung Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Gas-/Dampfturbinenkraftwerk mit CO/02-Verbrennung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. power plant with CO / O2 combustion The present invention relates to a combined gas / steam turbine power plant with CO / 02 combustion according to the generic term of claim 1.
Im Rahmen von Studien über integrierte Energiesysteme wurden Vorschläge gemacht, das in Kohlevergasungsanlagen gewonnene oder bei chemisch-technologischen Verfahren anfallende Kohlenmonoxid, CO, in Gasturbinen zu verbrennen und dazu anstelle von Luft Sauerstoff, O2, zu verwenden, um die Bildung von Stickoxiden, NO , zu vermeiden. Zur Verdünnung der Verbrennungsgase und damit zur Herabsetzung von deren Temperatur am Eintritt in die Gasturbine sollte das CO mit Kohlendioxid, C02, gemischt werden.Suggestions have been made in studies of integrated energy systems made, that obtained in coal gasification plants or in chemical-technological Process to burn carbon monoxide, CO, in gas turbines and to do so instead of air to use oxygen, O2, to avoid the formation of nitrogen oxides, NO. To dilute the combustion gases and thus to reduce their temperature At the entrance to the gas turbine, the CO should be mixed with carbon dioxide, C02.
Eine nach diesem Konzept zu betreibende Anlage wurde vom M.I.T. (Massachusetts Institute for Technology) vorgeschlagen. Ihr Aufbau geht schematisch aus Fig. 1 hervor. Darin stellt 1 eine Gasturbine mit einem Hochdruckteil 2 und einem Niederdruckteil 3 dar, die mit einem elektrischen Generator 4 und einem Verdichter 5 für ein CO/C02-Gasgemisch in Antriebsverbindung steht.A system to be operated according to this concept was developed by the M.I.T. (Massachusetts Institute for Technology). Their structure is shown schematically in FIG. 1 emerged. 1 shows a gas turbine with a high-pressure part 2 and a low pressure part 3, which with an electric generator 4 and a Compressor 5 is in drive connection for a CO / C02 gas mixture.
Das CO/C02-Gemisch erhält der Verdichter 5 durch eine Leitung 6. Ein separat angetriebener Verdichter 7 verdichtet Sauerstoff, der ihm über eine Leitung 8 zugeführt wird. Das vom Verdichter 5 komprimierte CO/C02-Gasgemisch und das vom Verdichter 7 verdichtete 2 werden durch Leitungen 9 bzw. 10 in eine Brennkammer 11 gedrückt und dort unvollständig verbrannt, so dass die durch eine Treibgasleitung 12 mit einer Temperatur von beispielsweise 1500 K in den Hochdruckteil 2 der Gasturbine 1 eintretenden Gase noch CO enthalten. Dieses restliche CO wird bis zum Ende des Hochdruckteils 2 durch 02, das an einigen Stellen über die Länge des Hochdruckteils verteilt eingeblasen wird, verbrannt, so dass die Treibgase im Hochdruckteil durch isothermische Expansion Arbeit leisten. Das für diese isothermische Verbrennung erforderliche 02 wird in zwei unabhängig von der Gasturbine angetriebenen Verdichtern, von denen der mit 13 bezeichnete als Niederdruckverdichter und der mit 14 bezeichnete als Hochdruckverdichter fungiert, auf den erforderlichen Druck gebracht und durch 02-Zuführleitungen 15 bis 19 dem Hochdruckteil zugeführt. Im anschliessenden Niederdruckteil 3 der Gasturbine erfolgt die weitere Entspannung der Treibgase ohne weitere Energiezufuhr adiabatisch.The compressor 5 receives the CO / CO 2 mixture through a line 6 separately driven compressor 7 compresses oxygen, which is delivered to him via a line 8 is fed. The CO / C02 gas mixture compressed by the compressor 5 and that from Compressors 7 are compressed 2 through lines 9 and 10, respectively, into a combustion chamber 11 pressed and burned there incompletely, so that the through a propellant gas line 12 at a temperature of, for example, 1500 K in the high-pressure part 2 of the gas turbine 1 incoming gases still contain CO. This remaining CO is used by the end of the High pressure part 2 through 02, which in some places over the length of the high pressure part is blown in distributed, burned, so that the propellant gases in the high-pressure part through isothermal expansion work. That for this isothermal combustion required 02 is produced in two compressors driven independently of the gas turbine, of which the one labeled 13 as a low-pressure compressor and the one labeled 14 acts as a high-pressure compressor, brought to the required pressure and through 02 feed lines 15 to 19 fed to the high pressure part. In the subsequent low-pressure part 3 of the gas turbine, the propellant gases are further expanded without any additional energy supply adiabatic.
Die aus der Gasturbine austretenden Abgase, die noch beispielsweise 1200 K heiss sind und praktisch nur aus CO2 bestehen, werden in einen Wärmetauscher 20 geleitet, wo sie den für eine Dampfturbogruppe benötigten Dampf erzeugen, und anschliessend gelangt ein Teil derselben durch eine Abgasleitung 21 in die Leitung 6, wo sie sich mit dem CO mischen und mit diesem in den Verdichter 5 strömen, während der überschüssige Teil der Abgase aus dem Gasturbinenkreislauf ins Freie oder zwecks irgend- einer Nutzung abgeleitet wird.The exhaust gases emerging from the gas turbine, which are still for example 1200 K are hot and consist practically only of CO2, are in a heat exchanger 20 passed, where they generate the steam required for a steam turbine group, and part of the same then passes through an exhaust pipe 21 into the pipe 6, where they mix with the CO and flow with this into the compressor 5 while the excess part of the exhaust gases from the gas turbine cycle into the open air or for the purpose any- a use is derived.
Im Dampfkessel 22 dieses Wärmetauschers 20 entsteht Dampf von beispielsweise 650 °C und 24 bar, der nach Arbeitsleistung in einer Hochdruckdampfturbine 23 vor dem Eintritt in eine Mitteldruckdampfturbine 24 in einem Zwischenüberhitzer 25 aufgeheizt wird. Zwischen der Mitteldruckdampfturbine 24 und einer doppelflutigen Niederdruckdampfturbine 26 wird der Dampf in einem weiteren Zwischenüberhitzer 27 nochmals aufgeheizt. Der Abdampf schlägt sich in einem Kondensator 28 nieder, von wo das Kondensat durch eine Kondensatrückförderpumpe 29 in den Dampfkessel 22 zurückgefördert wird.In the steam boiler 22 of this heat exchanger 20, steam is produced, for example 650 ° C and 24 bar, which after work in a high pressure steam turbine 23 before The entry into a medium-pressure steam turbine 24 is heated in a reheater 25 will. Between the medium-pressure steam turbine 24 and a double-flow low-pressure steam turbine 26, the steam is reheated in a further reheater 27. Of the Exhaust steam is precipitated in a condenser 28, from where the condensate flows through a condensate return pump 29 is fed back into the steam boiler 22.
Die drei Turbinen treiben über eine gemeinsame Welle einen elektrischen Generator 30 an.The three turbines drive an electric one via a common shaft Generator 30 on.
Diese vom M.I.T. vorgeschlagene Anlage weist den betrieblich schwerwiegenden Nachteil auf, dass die Strukturelemente der 02-Verdichter durch den reinen Sauerstoff metallurgisch gefährdet sind. Es tritt Versprödung auf, die Festigkeit fällt ab, es besteht Brandgefahr durch Reibungshitze, die beim Anstreifen rotierender an stillstehenden Teilen entsteht und bei Anwesenheit von 0 2 zur Entzündung und zum Verbrennen der metallischen Bauteile führen kann. Die gleichfalls vorhandenen metallurgischen Probleme, die CO/C02-Gemische in Verdichtern bereiten, wiegen demgegenüber weniger schwer und können daher in Kauf genommen werden.This from the M.I.T. proposed plant indicates the operationally serious Disadvantage is that the structural elements of the 02 compressor are affected by the pure oxygen are metallurgically endangered. Embrittlement occurs, strength drops, there is a risk of fire from frictional heat generated when rotating against stationary Sharing occurs and in the presence of 0 2 it ignites and burns metallic components. The metallurgical problems that also exist, the CO / C02 mixtures prepare in compressors, on the other hand, weigh less and can therefore be accepted.
Weitere Nachteile bestehen darin, dass der bauliche Aufwand durch die Verwendung mehrerer 02-Verdichter hoch und dementsprechend teuer ist und dass die Mehrdruckeinspeisung von °2 in die Turbine durch mehrere, separat angetriebene Verdichter die Lastregelung des Kraftwerks erschwert.Further disadvantages are that the structural effort is due the use of several O2 compressors is high and accordingly expensive and that the additional pressure of ° 2 in the turbine by several, separately driven Compressor makes load control of the power plant more difficult.
Die vorliegende, im Patentanspruch 1 definierte Erfindung entstand aus der Aufgabe, bei einer Anlage der oben beschriebenen Art die vorerwähnten Nachteile im Zusammenhang mit der Verwendung von reinem Sauerstoff in den Verdichtern zu vermeiden.The present invention as defined in claim 1 originated from the task of the aforementioned disadvantages in a system of the type described above in connection with the use of pure oxygen in the compressors.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung stellen dar: Fig. 1 das Schema eines kombinierten Gas-/Dampfturbinenkraftwerks nach der vom M.I.T. vorgeschlagenen, in der Einleitung beschriebenen Konzeption, Fig. 2 das Schema einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäss verbesserten Anlage, und die Fig. 3 ebenfalls schematisch eine weitere Ausführungsform einer solchen erfindungsgemässen Anlage.The invention is illustrated below with reference to two in the drawings Embodiments described in more detail. The drawing shows: Fig. 1 that Scheme of a combined gas / steam turbine power plant according to the M.I.T. proposed Concept described in the introduction, FIG. 2 the diagram of a first embodiment an improved system according to the invention, and FIG. 3 also schematically a further embodiment of such a system according to the invention.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten erfindungsgemässen Gas-/Dampfturbinenkraftwerke unterscheiden sich gegenüber der in Fig. 1 dargestellten bekannten Anlage bezüglich der Zusammensetzung der Gase für ihren Betrieb. Während bei der bekannten Anlage mindestens zwei 02-Verdichter 7 und 14 mit den eingangs erwähnten metallurgischen Problemen vorhanden sind (der dritte mit 13 bezeichnete ist nicht unbedingt erforderlich), werden erfindungsgemäss die mit der Verwendung von reinem Sauerstoff verbundenen Schwierigkeiten vermieden, indem der Sauerstoff vor dem bzw. den dafür vorgesehenen Verdichtern mit CO2 vermischt wird und die schädliche Wirkung des reinen Sauerstoffs auf die metallischen Bauteile sowie auch die Brandgefahr dadurch entscheidend reduziert werden.The gas / steam turbine power plants according to the invention shown in FIGS. 2 and 3 differ from the known system shown in FIG. 1 with respect to the composition of the gases for their operation. While with the known system at least two 02 compressors 7 and 14 with the metallurgical ones mentioned at the beginning There are problems (the third one, labeled 13, is not essential), those associated with the use of pure oxygen are according to the invention Difficulties avoided by getting the oxygen in front of the designated Compressors mixed with CO2 and the harmful effects of pure oxygen on the metallic components as well as the risk of fire is thereby decisively reduced will.
Das als Heizgas dienende CO wird ebenso wie beim bekannten Kraftwerk nach Fig. 1 mit C02 vermischt verdichtet.The CO, which is used as heating gas, is the same as in the known power plant 1, mixed with CO2, compressed.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Anlage ist prinzipiell gleich aufgebaut wie die bekannte, in Fig. 1 dargestellte Anlage. Eine Gasturbine 31 ist in einen Hochdruckteil 32 mit isothermischer Verbrennung und einem Niederdruckteil 33 mit adiabatischer Expansion unterteilt.The system shown schematically in Fig. 2 is basically the same constructed like the known system shown in FIG. A gas turbine 31 is into a high-pressure part 32 with isothermal combustion and a low-pressure part 33 divided with adiabatic expansion.
Die Gasturbine 31 treibt neben einem Generator 34 noch einen Verdichter 35 für ein CO/C02-Gemisch und einen Verdichter 36 für ein 02/C02-Gemisch über eine gemeinsame Welle an.In addition to a generator 34, the gas turbine 31 also drives a compressor 35 for a CO / C02 mixture and a compressor 36 for an 02 / C02 mixture via a common wave.
Der Verdichter 35 erhält das CO/C02-Brenngas über eine Leitung 37 beispielsweise von einer Kohlevergasungsanlage, der Verdichter 36 das 02/C02-Gasgemi.sch über eine Leitung 40, in die eine Leitung 38 für 2 und eine Leitung 39 für C02 einmünden und in der sich °2 und C02 mischen.The compressor 35 receives the CO / CO 2 fuel gas via a line 37 for example from a coal gasification plant, the compressor 36 the 02 / C02 gas mixture via a line 40 into which a line 38 for 2 and a line 39 for C02 open and in which ° 2 and C02 mix.
Der O2/CO2-Verdichter 36 kann, falls zur Begrenzung der Verdichtungsendtemperatur erforderlich, mit einem Zwischenkühler 41 versehen sein, dessen Abwärme in einer Dampfprozessunterstufe, z.B. zur Speisewasservorwärmung, ausgenutzt werden kann.The O2 / CO2 compressor 36 can, if to limit the compression end temperature required to be provided with an intercooler 41, the waste heat in a Steam process sub-stage, e.g. for feed water preheating, can be used.
Die Gemische CO/CO2 und 02/C02 werden mit CO-Ueberschuss in eine Brennkammer 42 gedrückt, so dass die in den Hochdruckteil 32 der Gasturbine eintretenden Treibgase bei einer zulässigen Maximaltemperatur noch so viel CO enthalten, dass in ihm eine isothermische Verbrennung möglich ist. Das dafür benötigte 02 liefert ein Sekundärverdichter 43 über Zuführleitungen 44, 45 und 46 in Form eines 02/C02-Gemisches, das ihm über eine Leitung 47 zugeführt wird. °2 und C02 werden der Leitung 47 über Leitungen 48 bzw. 49 getrennt zugeführt. Zwischen dem Sekundärverdichter 43 und den Zuleitungen 44 - 46 kann erforderlichenfalls ein Nachkühler 50 vorgesehen sein, um die Temperatur im Hochdruckteil der Gasturbine auf für das Material zulässige Werte zu begrenzen.The CO / CO2 and 02 / C02 mixtures are placed in a combustion chamber with excess CO 42 pressed so that the propellant gases entering the high pressure part 32 of the gas turbine at a permissible maximum temperature still contain so much CO that it contains a isothermal combustion is possible. The 02 required for this is supplied by a secondary compressor 43 via supply lines 44, 45 and 46 in the form of an 02 / C02 mixture, which is supplied to him via a line 47 is supplied. ° 2 and C02 are transferred to line 47 via lines 48 and 49 supplied separately. Between the secondary compressor 43 and the supply lines 44-46, an aftercooler 50 may be provided if necessary to reduce the temperature in the high pressure part of the gas turbine to values permissible for the material to limit.
Die Dosierung des sekundären O2/CO2-Gemisches durch die Zuleitungen 44 - 46 erfolgt durch bekannte Mittel in Abhängigkeit von den primär in die Brennkammer 42 eingeführten CO/C02- und O2/C02-Strömen derart, dass das CO am Ende des Hochdruckteils 32 im wesentlichen vollständig zu C02 verbrannt ist. Im Niederdruckteil 33 der Gasturbine leisten die Treibgase ohne weitere Energiezufuhr adiabatische Expansionsarbeit. Danach durchströmen die entspannten Gase unter Wärmeabgabe einen Wärmetauscher 51 einer symbolisch durch den strichliert gezeichneten Kasten dargestellten Dampfturbogruppe 52, beispielsweise der in Fig. 1 dargestellten Art.Dosing of the secondary O2 / CO2 mixture through the supply lines 44-46 is done by known means depending on the primary in the combustion chamber 42 introduced CO / C02 and O2 / C02 flows such that the CO at the end of the high pressure part 32 is essentially completely burned to CO2. In the low-pressure part 33 of the gas turbine The propellant gases do adiabatic expansion work without additional energy input. The relaxed gases then flow through a heat exchanger 51, giving off heat a steam turbo group symbolically represented by the box drawn in dashed lines 52, for example of the type shown in FIG. 1.
Die im Wärmetauscher abgekühlten Abgase treten durch eine Abgasleitung 53 teilweise ins Freie, der Rest der im wesentlichen aus C02 bestehenden Abgase wird, wie eingangs erwähnt, durch die Leitungen 39 und 49 in die Leitungen 40 bzw. 47 zur Mischung mit dem reinen °2 abgezapft. Die Durchflussmengen durch diese Leitungen werden ebenso wie jene der Zuführleitungen 44 - 46 nach dem Sekundärverdichter 43 durch festeingestellte oder verstellbare Drosseln auf Werte eingestellt, die das gewünschte Mischungsverhältnis 02/C02 einhalten bzw.The exhaust gases cooled in the heat exchanger pass through an exhaust pipe 53 partly into the open air, the rest of the exhaust gases consisting essentially of C02 is, as mentioned above, through the lines 39 and 49 into the lines 40 and 47 tapped to mix with the pure ° 2. The flow rates through these lines are just like those of the supply lines 44 - 46 after the secondary compressor 43 set by fixed or adjustable throttles to values that make the Adhere to the desired mixing ratio 02 / C02 or
der Forderung annähernd isothermer Verbrennung im Hochdruckteil 32 entsprechen.the requirement of approximately isothermal combustion in the high-pressure part 32 correspond.
Falls die Abgastemperaturen in der Abgasleitung 53 im Hinblick auf die höchstzulässigen Verdichtungsendtemperaturen der Verdichter 36 und 43 zu hoch sind, so können in den Leitungen 39 und 49 Wärmetauscher 54 bzw. 55 vorgesehen sein, die für Dampfprozessunterstufen nutzbar gemacht werden können.If the exhaust gas temperatures in the exhaust pipe 53 in terms of the maximum permissible compression end temperatures of the compressors 36 and 43 too high heat exchangers 54 and 55 can be provided in lines 39 and 49, which can be made usable for steam process sub-stages.
Eine nach dem gleichen Prinzip arbeitende Anlage mit nur einem einzigen 02/C02-Verdichter 56 zeigt das Schema nach Fig. 3. Darin sind Elemente, die jenen der Variante nach Fig. 2 entsprechen, auch mit gleichen Bezugszahlen versehen. Abweichende Elemente sind der erwähnte O2/CO2-Verdichter 56, der sowohl das Gasgemisch für die Hauptverbrennung in der Brennkammer 42 als auch das Gasgemisch für die isotherme Nachverbrennung im Hochdruckteil 32 der Gasturbine 31 liefert. Es entfällt also bei dieser Variante ein Sekundärverdichter für das 02/C02-Gemisch, das die isotherme Verbrennung im Hochdruckteil 32 der Gasturbine aufrechterhalten soll.A system that works according to the same principle only a single 02 / C02 compressor 56 is shown in the scheme of FIG. which correspond to those of the variant according to FIG. 2 are also provided with the same reference numbers. Different elements are the mentioned O2 / CO2 compressor 56, which both the gas mixture for the main combustion in the combustion chamber 42 as well as the gas mixture for the isothermal Post-combustion in the high-pressure part 32 of the gas turbine 31 delivers. So it is not applicable In this variant, a secondary compressor for the 02 / C02 mixture, which is the isothermal Combustion in the high pressure part 32 of the gas turbine is to be maintained.
Die Rolle des sekundären 02/C02-Verdichters übernehmen hier mehrere 02/C02-Zapfleitungen 57, 58, 59, die Verdichterdruckstufen mit einigen Stufen des Hochdruckteils 32 der Gasturbine verbinden. Das abgezapfte Gasgemisch kann, beispielsweise in den zwei Zapfleitungen 57, 58, durch Wärmetauscher 60, 61, die hier in Reihe geschaltet sind, gekühlt werden. Drosseln in den drei Zapfleitungen 57 - 59 sind mit 62, 63, 64 bezeichnet und 65 stellt ein Abblaseventil dar, das vorgesehen werden kann, um ein Pumpen des Verdichters 56 zu verhüten. Es entlässt einen Teil des komprimierten 02/C02-Gemisches wieder zurück in die Leitung 40. Solche Abblaseventile können bei Bedarf auch in den übrigen Zapfleitungen installiert werden.Several of them take on the role of the secondary 02 / C02 compressor 02 / C02 dispensing lines 57, 58, 59, the compressor pressure stages with some stages of the Connect high pressure part 32 of the gas turbine. The tapped gas mixture can, for example in the two dispensing lines 57, 58, through heat exchangers 60, 61, here in series are switched to be cooled. There are throttles in the three dispensing lines 57-59 denoted at 62, 63, 64 and 65 represents a relief valve which will be provided to prevent the compressor 56 from pumping. It releases some of the compressed 02 / C02 mixture back into line 40. Such relief valves can with If required, it can also be installed in the other dispensing lines.
Bei der Variante nach Fig. 2 könnte es zwecks Verbesserung der isothermen Verbrennung im Hochdruckteil 32 der Gasturbine vorteilhaft sein, den Anteil an °2 im sekundären 02/C02-Verdichter grösser, z.B. mindestens doppelt so hoch, zu wählen als im Hauptverdichter 36.In the variant of FIG. 2, it could be used to improve the isothermal Combustion in the high-pressure part 32 of the gas turbine may be advantageous, the proportion of ° 2 to be selected larger, e.g. at least twice as high, in the secondary 02 / C02 compressor than in main compressor 36.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH6455/83A CH665452A5 (en) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | COMBINED GAS / STEAM TURBINE POWER PLANT WITH CO COMBUSTION. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3413241A1 true DE3413241A1 (en) | 1985-06-13 |
Family
ID=4309907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843413241 Withdrawn DE3413241A1 (en) | 1983-12-02 | 1984-04-07 | Combined gas/steam turbine power station with CO/O2 combustion |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH665452A5 (en) |
| DE (1) | DE3413241A1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991005946A1 (en) * | 1989-10-11 | 1991-05-02 | Catalysts And Chemicals Europe S.A. | Isothermal gas turbine using catalytic partial oxidation |
| BE1004714A3 (en) * | 1991-03-27 | 1993-01-19 | Ribesse Jacques | Catalytic partial oxidation gas turbine |
| DE19529110A1 (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Abb Management Ag | Start-up procedure of a combination system |
| WO1998049438A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Power plant with partial oxidation and sequential combustion |
| WO1998051914A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation powerplant with sequential combustion |
| EP0915242A3 (en) * | 1997-11-04 | 2001-02-21 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine |
| WO2002090721A1 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-14 | Bowman Power Systems Limited | Power generation apparatus |
| FR2852358A1 (en) * | 2003-03-13 | 2004-09-17 | Inst Francais Du Petrole | Heat and work cogeneration process for use in industrial installations, involves reheating hot gases in expansion section to obtain hot gas under conditions of temperature and pressure during absence of gas exchange |
| WO2011026732A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-10 | Alstom Technology Ltd. | Gas turbine group |
| US20150059350A1 (en) * | 2012-04-26 | 2015-03-05 | General Electric Company | System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine |
| JP2015519503A (en) * | 2012-04-26 | 2015-07-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | System and method for recirculating exhaust gas for use in multiple flow paths of a gas turbine engine |
| RU2743480C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-02-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Oxygen-fuel power plant |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4700939B2 (en) * | 2004-08-04 | 2011-06-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Gas turbine equipment using cold energy |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH313029A (en) * | 1952-03-08 | 1956-03-15 | Schmalfeldt Hans | Method for operating a gas turbine plant |
| DE2916157A1 (en) * | 1979-04-20 | 1980-10-30 | Pps Polyvalent Patent Service | Heat engine using solid fuel - has gas generator converting fuel and supplying engine with exhaust recycling |
-
1983
- 1983-12-02 CH CH6455/83A patent/CH665452A5/en not_active IP Right Cessation
-
1984
- 1984-04-07 DE DE19843413241 patent/DE3413241A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH313029A (en) * | 1952-03-08 | 1956-03-15 | Schmalfeldt Hans | Method for operating a gas turbine plant |
| DE2916157A1 (en) * | 1979-04-20 | 1980-10-30 | Pps Polyvalent Patent Service | Heat engine using solid fuel - has gas generator converting fuel and supplying engine with exhaust recycling |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| US-Lit.: "FIREHAZARDS ASSOZIATED WITH THE USE OF TITANIUM IN AIRCRAFT", D.J. Maghath, R.H. Ernst, Defense Metals Informations Center, Bartelle Memorial Institute, Columbus, Ohio, June 1964 * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991005946A1 (en) * | 1989-10-11 | 1991-05-02 | Catalysts And Chemicals Europe S.A. | Isothermal gas turbine using catalytic partial oxidation |
| BE1003760A4 (en) * | 1989-10-11 | 1992-06-09 | Ribesse Jacques | Gas turbine isotherme a partial oxidation. |
| BE1004714A3 (en) * | 1991-03-27 | 1993-01-19 | Ribesse Jacques | Catalytic partial oxidation gas turbine |
| DE19529110A1 (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Abb Management Ag | Start-up procedure of a combination system |
| US5682737A (en) * | 1995-08-08 | 1997-11-04 | Asea Brown Boveri Ag | Method for starting up a combination gas and steam power plant |
| WO1998049438A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Power plant with partial oxidation and sequential combustion |
| US5906094A (en) * | 1997-04-30 | 1999-05-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation power plants and methods thereof |
| WO1998051914A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation powerplant with sequential combustion |
| US5934064A (en) * | 1997-05-13 | 1999-08-10 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation power plant with reheating and method thereof |
| EP0915242A3 (en) * | 1997-11-04 | 2001-02-21 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine |
| WO2002090721A1 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-14 | Bowman Power Systems Limited | Power generation apparatus |
| FR2852358A1 (en) * | 2003-03-13 | 2004-09-17 | Inst Francais Du Petrole | Heat and work cogeneration process for use in industrial installations, involves reheating hot gases in expansion section to obtain hot gas under conditions of temperature and pressure during absence of gas exchange |
| WO2004083729A2 (en) * | 2003-03-13 | 2004-09-30 | Institut Francais Du Petrole | Cogeneration method and device using a gas turbine comprising a post-combustion chamber |
| WO2004083729A3 (en) * | 2003-03-13 | 2004-11-11 | Inst Francais Du Petrole | Cogeneration method and device using a gas turbine comprising a post-combustion chamber |
| US7703271B2 (en) | 2003-03-13 | 2010-04-27 | Institut Francais Du Petrole | Cogeneration method and device using a gas turbine comprising a post-combustion chamber |
| WO2011026732A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-10 | Alstom Technology Ltd. | Gas turbine group |
| CH701803A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-15 | Alstom Technology Ltd | Gas turbine group and method for operating such a gas turbine group. |
| US8875483B2 (en) | 2009-09-03 | 2014-11-04 | Alstom Technology Ltd | Gas turbine generator set |
| US20150059350A1 (en) * | 2012-04-26 | 2015-03-05 | General Electric Company | System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine |
| JP2015519503A (en) * | 2012-04-26 | 2015-07-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | System and method for recirculating exhaust gas for use in multiple flow paths of a gas turbine engine |
| US10273880B2 (en) * | 2012-04-26 | 2019-04-30 | General Electric Company | System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine |
| RU2743480C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-02-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Oxygen-fuel power plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH665452A5 (en) | 1988-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1702176B1 (en) | Thermal power plant with sequential combustion and reduced co2 emissions and method for operating a plant of this type | |
| EP1219800B1 (en) | Gas turbine cycle | |
| EP1432889B1 (en) | Method and device for the starting of emission-free gas turbine power stations | |
| DE4301100C2 (en) | Process for operating a combined cycle power plant with coal or oil gasification | |
| EP0808994B1 (en) | Method of operating a combined power plant | |
| DE102004039164A1 (en) | Method for generating energy in a gas turbine comprehensive power generation plant and power generation plant for performing the method | |
| EP1197258B1 (en) | Method of operating a power generation system | |
| DE3428041A1 (en) | AIR STORAGE GAS TURBINE POWER PLANT WITH FLUID BED FIRING | |
| DE10236324A1 (en) | Turbine blade cooling method for gas storage power plants, involves allowing cooling gas into turbine recuperator at predetermined temperature in fresh gas path, at standard operating conditions | |
| DE112013005578T5 (en) | Power generation system, power generation system and combustion chamber drive method | |
| DE3413241A1 (en) | Combined gas/steam turbine power station with CO/O2 combustion | |
| DE112010003300T5 (en) | Gas turbine and method for operating a gas turbine | |
| EP0879347B1 (en) | Process for expanding a flue gas current in a turbine and corresponding turbine | |
| EP0924406A1 (en) | Gas turbine with steam generator and recuperator arranged in parallel in the exhaust gas flow | |
| WO1992020905A1 (en) | Gas-turbine/steam-turbine installation | |
| DE19732268C2 (en) | Method and device for compressing a working gas | |
| DE4330613A1 (en) | Method and device for driving a gas turbine | |
| WO2005095773A1 (en) | Gas turbine featuring partial recuperation, and method for the operation of a gas turbine system | |
| DE112006001974B4 (en) | Method for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the method | |
| DE823541C (en) | Method for operating a gas turbine plant | |
| DE2213063C3 (en) | Wind generating system for the supply of hot air, in particular for blast furnace systems | |
| DE10056128A1 (en) | Process for operating a gas turbine plant and a corresponding plant | |
| DE19952884A1 (en) | Operation method for carbon dioxide gas turbine system, involves using combustion chamber in which fuel is burnt with oxygen, with at least one turbine and one generator | |
| DE112006001975B4 (en) | Method for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the method | |
| WO1999004169A1 (en) | Method and device for compressing an industrial gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, BADEN, AARGAU, CH |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: RUPPRECHT, K., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6242 KRONBER |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |