FI101412B - Method for utilizing waste heat, eg in power plants - Google Patents
Method for utilizing waste heat, eg in power plants Download PDFInfo
- Publication number
- FI101412B FI101412B FI933077A FI933077A FI101412B FI 101412 B FI101412 B FI 101412B FI 933077 A FI933077 A FI 933077A FI 933077 A FI933077 A FI 933077A FI 101412 B FI101412 B FI 101412B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- heat
- turbine
- pressure
- heat exchanger
- heat carrier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
101412101412
JÄTELÄMMÖN HYÖDYNTÄM1SMKNKTELMÄ ESIM. VOIMALAITOKSISSAWASTE HEAT UTILIZATION 1. the power plant
Keksinnön kohteena on jätelämmön hyödyntämismenetelmä esim. voimalaitoksissa, jolloin kaasuturbiiniprosessista tuleva lämmin väliaine λ ja paluuväliaine B lämmittävät keksinnön mukaisen 5 prosessin kriittistä painetta suurempipaineista väliainetta BThe invention relates to a method for utilizing waste heat, e.g. in power plants, in which case the warm medium λ from the gas turbine process and the return medium B heat a medium B higher than the critical pressure of the process 5 according to the invention.
rinnakkaisissa lämmönsiirtimissä. Seuraavaksi väliaineet B yhtyvät ja lämpenevät edelleen lämmönsiirtimessä paluuväliaineella B. Tämän jälkeen väliaine B lämpenee edelleen kattilassa turbiinin tai polttokammion jälkeisellä väliaineella A ja paisuu tur-10 biinissa kriittistä painetta alempaan paineeseen ja palaa prosessiin edellä mainittuihin lämmönsiirtimiin. Tämän jälkeen väliaine B lauhdutetaan nesteeksi lauhduttimessa ja paineistetaan pumpulla ylikriittiseen paineeseen, jolloin tiettyä lämpötilaeroa vastaava entalpiaero on suurempi kuin turbiinin jälkeisessä 15 paineessa. Entalpiaero voidaan tasoittaa jätelämmöllä.in parallel heat exchangers. Next, the media B coalesces and is further heated in the heat exchanger by the return medium B. The medium B is then further heated in the boiler by the medium A after the turbine or combustion chamber and expands in the turbine to a pressure below the critical pressure and returns to the above heat exchangers. The medium B is then condensed into a liquid in the condenser and pressurized by a pump to a supercritical pressure, the enthalpy difference corresponding to a certain temperature difference being greater than the post-turbine pressure. The enthalpy difference can be compensated by waste heat.
Nykyisin sähkö tuotetaan lämpövoimalaitoksissa fossiilisilla polttoaineilla tai ydinvoimalla sekä uusimmissa laitoksissa myös aurinkopeileillä tai geotermisellä energialla. Perusprosessina voimalaitoksissa on kaasuturbiini- tai höyryvoimaprosessi tai 20 niiden yhdistelmä. Ongelmina ovat ydinvoimassa radioaktiiviset jätteet ja perusinvestoinnin kalleus, fossiilisilla polttoaineilla happamoitumista ja kasvihuoneilmiötä aiheuttavat päästöt. Molemmilla on ongelmana myös onnettomuusriskit ja uusiutumattomien luonnonvarojen kuluttaminen. Lisäksi kaikilla nykyisillä 25 lämpövoimalaitoksilla on suhteellisen alhainen hyötysuhde, koska niissä ei pystytä hyödyntämään matalalämpötilaista energiaa sähkön tuottamiseksi. Tähän saadaan ratkaiseva parannus keksinnön mukaisella laitoksella, jolla voidaan saavuttaa erittäin korkea sähköntuottohyötysuhde ja lukuisat siitä seuraavat edut. Esi-30 merkkinä mainittakoon pienempi polttoaineen kulutus, onnettomuusriski, jätteet ja päästöt sekä vanhan laitoksen erittäin helppo korvattavuus, koska tällöin voidaan rakentaa helposti keksinnön mukainen laitos toimimaan vanhan laitoksen rinnalla jätelämpöä hyödyntäen. Myös höyryvoimaprosessin jätelämpö voi-35 daan hyödyntää väliottoja lisäämällä, jolloin lauhduttimen läpi menevä massavirta saadaan tarvittaessa nollaksi. Keksintö soveltuu erityisen hyvin maakaasun käyttöön, koska palamisessa syntyvän vesihöyryn lauhtumislämpö voidaan maakaasun puhtauden takia 2 101412 hyödyntää tehokkaimmin keksinnön mukaisella laitoksella.Today, electricity is produced in thermal power plants using fossil fuels or nuclear power, and in the newest plants also with solar mirrors or geothermal energy. The basic process in power plants is the gas turbine or steam power process or a combination thereof. The problems in nuclear power are radioactive waste and the high cost of basic investment, emissions that cause acidification with fossil fuels and the greenhouse effect. Both also have the risk of accidents and the consumption of non-renewable resources. In addition, all of the current 25 thermal power plants have relatively low efficiencies because they are unable to utilize low-temperature energy to generate electricity. A decisive improvement is achieved with the plant according to the invention, with which a very high electricity generation efficiency and the numerous advantages which follow can be achieved. Examples of pre-30 are lower fuel consumption, accident risk, waste and emissions, and the very easy replacement of the old plant, because then the plant according to the invention can be easily built to operate alongside the old plant using waste heat. The waste heat of the steam power process can also be utilized by increasing the intakes, whereby the mass flow through the condenser can be set to zero if necessary. The invention is particularly well suited for the use of natural gas, because the heat of condensation of the water vapor generated during combustion can be utilized most efficiently in the plant according to the invention due to the purity of the natural gas.
Keksintö perustuu siihen, että nesteytyneen ja ylikriittiseen paineeseen puristetun väliaineen B lämmittämiseen tarvitaan -lähinnä matalalämpötila-alueella - suurempi energiamäärä, kuin 5 mitä matalapaineisempi paluuväliaine B luovuttaa. Tämä on reaa-likaasujen ominaisuus kriittisen lämpötilan läheisyydessä. Tällöin nykyisten lämpövoimalaitosten jätelämpö voidaan hyödyntää erittäin tehokkaasti rinnakkaisissa lämmönsiirtimissä. Keksinnön ero ORC-prosessiin (esimerkiksi US A 3 769 789) on, että paljon 10 energiaa vaativa höyrystymistä vastaava entalpiannousu tapahtuu pääosin pumpun (1) jälkeisissä rinnakkaisissa lämmönsiirtimissä, koska väliaine B on ylikriittisessä lämpötilassa rinnakkaisten lämmönsiirrinten (2,3) jälkeen. Tällöin myös ulkopuolinen jäte-lämpö voidaan hyödyntää keksinnön mukaisella prosessilla. Tämä 15 tarkoittaa, että lämmönsiirrin (2) ei ole sidoksissa kattilaan. ORC-prosessissa on vastaava vaihe nesteen esilämmitys. Verrataan vielä keksintöä kaasuturbiini- ja höyryvoimalaitosprosesseihin. Vertailun kohteiksi valitaan ideaalisella lämmönsiirtimellä varustettu suljettu kaasuturbiiniprosessi ja yksinkertainen höyry-20 voimalaitosprosessi. Näiden välinen ero on siinä, että kaasutur-biiniprosessissa turbiinista saatava teho on yhtäsuuri kuin systeemiin tuotu lämpöteho. Suuri osa tehosta kuluu kuitenkin väliaineen paineistukseen ahtimella. Höyryvoimalaitosprosessissa puolestaan ainoastaan osa lämpötehosta saadaan hyödynnettyä tur-25 biinissa, koska höyrystymiseen kuluu paljon energiaa. Paineis- tuksen energiantarve on kuitenkin vähäinen. Vertailtava prosessi vastaa täten turbiinin tehon suhteen kaasuturbiiniprosessia, kun turbiinin siivistön jäähdytystarve huomioidaan. Paineistuksen energiantarve on kuitenkin merkittävästi kaasuturbiiniprosessia 30 pienempi, koska osa väliaineen paineistuksesta voidaan suorittaa pumpulla. Edellä mainittu pätee parhaiten kuvion 4 mukaiseen konstruktioon.The invention is based on the fact that the heating of the liquefied and supercritical pressure medium B requires - mainly in the low temperature range - a greater amount of energy than the lower pressure return medium B delivers. This is a property of real gases in the vicinity of the critical temperature. In this case, the waste heat of existing thermal power plants can be utilized very efficiently in parallel heat exchangers. The difference of the invention with the ORC process (e.g. US A 3 769 789) is that the energy-intensive enthalpy increase corresponding to evaporation takes place mainly in the parallel heat exchangers after the pump (1), because the medium B is at supercritical temperature after the parallel heat exchangers (2,3). In this case, the external waste heat can also be utilized by the process according to the invention. This means that the heat exchanger (2) is not connected to the boiler. The corresponding step in the ORC process is fluid preheating. The invention is further compared to gas turbine and steam power plant processes. A closed gas turbine process with an ideal heat exchanger and a simple steam-20 power plant process are selected for comparison. The difference between these is that in the gas turbine process, the power from the turbine is equal to the thermal power introduced into the system. However, much of the power is used to pressurize the medium with a supercharger. In the steam power plant process, on the other hand, only part of the thermal power can be utilized in the turbine, because evaporation consumes a lot of energy. However, the energy requirement for pressurization is low. The process to be compared thus corresponds to the gas turbine process in terms of turbine power, taking into account the cooling need of the turbine impeller. However, the energy requirement for pressurization is significantly lower than for the gas turbine process 30 because part of the pressurization of the medium can be performed by a pump. The above applies best to the construction according to Figure 4.
Prosessiin erinomaisesti soveltuva väliaine hiilidioksidi on ympäristölle vaaraton ja sitä on saatavissa runsaasti. Tarvitta-35 va maksimipainekaan ei aseta liian suuria teknisiä vaatimuksia, koska vastaavan suuruinen paine on tällä hetkellä jo käytössä höyryvoimaprosessissa. Valitsemalla väliaine B sopivasti voidaan lauhduttimen hukkalämpö käyttää hyödyksi esimerkiksi kaukolämmi- 3 101412 tykseen sähköntuoton pysyessä samalla korkeana. Kiinteän polttoaineen kaasutukseen keksintö soveltuu myös hyvin, koska keksinnön mukaisella prosessilla pystytään hyödyntämään matalalämpöti-lainen energia nykyisiä prosesseja paremmin esimerkiksi kaksi-5 aineprosessina. Ahtimen jäähdytyksessä syntyvä hukkalämpö voidaan myös käyttää erittäin tehokkaasti hyödyksi keksinnön mukaisessa prosessissa. Keksintö soveltuu myös hyvin käytettäväksi kahta eri lämmönlähdettä käyttävässä laitoksessa. Etuna on myös ahtimen puuttuminen keksinnön mukaisesta prosessista. Samoin 10 taloudellisesti kannattava laitoksen kokoluokka on erittäin laaja. Laitoksen väliaineen B kohtalaisen korkeasta paineesta johtuva pieni koko on myös merkityksellinen.The carbon dioxide, which is an excellent medium for the process, is harmless to the environment and is abundant. Even the maximum required pressure of 35 va does not impose excessive technical requirements, as a pressure of the same magnitude is already in use in the steam power process. By choosing medium B appropriately, the waste heat of the condenser can be used, for example, for district heating, while the electricity production remains high. The invention is also well suited for the gasification of solid fuel, because the process according to the invention is able to utilize low-temperature energy better than current processes, for example as a two-material process. The waste heat generated in the cooling of the supercharger can also be utilized very efficiently in the process according to the invention. The invention is also well suited for use in a plant using two different heat sources. Another advantage is the absence of a supercharger in the process according to the invention. Similarly, the size range of 10 economically viable facilities is very wide. The small size due to the moderately high pressure of the plant medium B is also relevant.
Keksinnön käyttöaika tulevaisuudessa on pitkä, koska mahdollinen fuusiossa syntyvä lämpö soveltuu hyvin käytettäväksi kuvion 4 15 mukaisessa laitoksessa, koska ilman esilämmityshäviöitä ei tällöin ole. Vielä pidemmällä tähtäimellä uusiutuvat energianlähteet aurinko ja biomassa soveltuvat myös keksinnön mukaisen prosessin lämmönlähteiksi. Keksinnön pääkohteena on saada aikaan uudenlainen ja nykyistä tehokkaampi jätelämmön hyödyntämis-20 menetelmä voimalaitoksiin. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä on tunnusomaista se mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The time of use of the invention in the future is long, because the possible heat generated in the fusion is well suited for use in the plant according to Fig. 4, 15 because there are no preheating losses. In the even longer term, the renewable energy sources solar and biomass are also suitable as heat sources for the process according to the invention. The main object of the invention is to provide a new and more efficient method for utilizing waste heat in power plants. To achieve this, the method according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.
Seuraavassa yksityiskohtainen selostus piirustuksiin:The following is a detailed description of the drawings:
Kuvio 1: Keksinnön mukaisen laitoksen prosessikaavio ( kaasutur-25 biiniprosessi jätelämmön lähteenä ),Figure 1: Process diagram of a plant according to the invention (gas turbine process as a waste heat source),
Kuvio 2: Keksinnön mukaisen laitoksen prosessikaavio ( höyryvoimaprosessi jätelämmön lähteenä ),Figure 2: Process diagram of a plant according to the invention (steam power process as a waste heat source),
Kuvio 3: Keksinnön maakaasun paineistukseen käytetyn laitoksen prosessikaavio, 30 Kuvio 4: Keksinnön mukainen prosessi ( väliaineen B paineistuk-sessa syntyvä lämpö jätelämmön lähteenä ),Figure 3: Process diagram of a plant used for the pressurization of natural gas according to the invention, Figure 4: Process according to the invention (heat generated in the pressurization of medium B as a waste heat source),
Kuvio 5: Taulukko kuvion 1 tilapisteiden arvoista,Figure 5: Table of state point values in Figure 1,
Kuvio 6: Η,Τ-piirros kuvion 1 lämmönsiirrosta.Figure 6: Η, Τ drawing of the heat transfer of Figure 1.
Kuvion 1 laitokseen kuuluu pumppu (1), lämmönsiirtimet (2, 3, 35 4), kattila (5), turbiini (6), lauhdutin (7), ahdin (8), lämmön- siirrin (9), polttokammiot (10, 12) ja turbiini (11). Väliaineena B on tässä esimerkissä hiilidioksidi. Väliaine A on avointa 4 101412 kaasuturbiiniprosessia vastaava. Periaatteessa väliaineet A ja B voidaan valita kuitenkin halutusti tilanteeseen parhaiten soveltuen.The plant of Figure 1 comprises a pump (1), heat exchangers (2, 3, 35 4), boiler (5), turbine (6), condenser (7), supercharger (8), heat exchanger (9), combustion chambers (10, 12) and a turbine (11). Medium B in this example is carbon dioxide. Medium A corresponds to an open 4 101412 gas turbine process. In principle, however, media A and B can be selected as desired to best suit the situation.
5 Ahtimesta (8) tuleva paineistettu ilma menee lämmönsiirtimeen (9) esilämmitettäväksi kaasuturbiiniprosessin pakokaasuilla. Sen jälkeen se menee polttokammioon (10) ja turbiiniin (11). Pakokaasujen paisuttua turbiinissa (11) on vuorossa toinen poltto-kammio (12) ja sen jälkeen kattila (5) ja ilman esilämmitykseen 10 käytettävä lämmönsiirrin (9). Tämä kaikki on käytännössä entuudestaan tunnettua. Keksinnön tuoma uutuus on se, että lämmön-siirtimestä (9) tulevat pakokaasut esilämmittävät pumpulla (1) ylikriittiseen paineeseen paineistettua hiilidioksidia lämmön-siirtimessä (2) paluuhiilidioksidin lämmittäessä myös hiilidiok-15 sidia toisessa rinnakkaisessa lämmönsiirtimessä (3). Tämän jälkeen ylikriittisessä paineessa olevat hiilidioksidit yhtyvät ja lämpenevät edelleen lämmönsiirtimessä (4) alempipaineisella pa-luuhiilidioksidilla. Sen jälkeen hiilidioksidi lämpenee edelleen kattilassa (5) ja paisuu turbiinissa (6) kriittistä painetta 20 alempaan paineeseen. Paisunnan tapahduttua hiilidioksidi palaa lämmönsiirtoon edellä mainittuihin lämmönsiirtimiin (4, 3). Tämän jälkeen kaasumainen hiilidioksidi menee lauhduttimeen (7), jossa se lauhtuu nesteeksi ja paineistetaan pumpulla (1) ylikriittiseen paineeseen. Hiilidioksidin prosessikierto on siis 25 suljettu.5 The compressed air from the supercharger (8) goes to the heat exchanger (9) for preheating with the exhaust gases from the gas turbine process. It then enters the combustion chamber (10) and the turbine (11). After the exhaust gases have expanded, the turbine (11) has a second combustion chamber (12), followed by a boiler (5) and a heat exchanger (9) for preheating the air. All of this is already known in practice. The novelty of the invention is that the exhaust gases from the heat exchanger (9) preheat the carbon dioxide pressurized to supercritical pressure in the heat exchanger (2) with the pump (1), while the return carbon dioxide also heats the carbon dioxide in the second parallel heat exchanger (3). The carbon dioxide at supercritical pressure then combines and is further heated in the heat exchanger (4) with lower pressure carbon dioxide. Thereafter, the carbon dioxide is further heated in the boiler (5) and expanded in the turbine (6) to a pressure below the critical pressure of 20. After expansion, the carbon dioxide returns to the heat transfer to the above-mentioned heat exchangers (4, 3). The gaseous carbon dioxide then enters the condenser (7), where it condenses into a liquid and is pressurized by a pump (1) to a supercritical pressure. The process cycle of carbon dioxide is thus closed.
Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista prosessia, missä jätelämpö • saadaan höyryvoimaprosessista. Hiilidioksidikierto on edellä mainittua vastaava, mutta kattilaan (5) kuuluu ilman esilämmi-tin. Vesihöyrykierrossa paineenalennusventtiilistä (15) vesi 30 menee syöttövesisäiliöön (16), jossa se lämpenee turbiinista (14) tulevan vesihöyryn sekoittuessa siihen. Tämän jälkeen pumppu (17) paineistaa veden haluttuun paineeseen, jonka jälkeen vesi lämpenee lämmönsiirtimessä (18) turbiinin (14) väliotolla ja edelleen seuraavalla väliotolla lämmönsiirtimessä (19). Läm-3b mönsiirtimistä (19, 18) paluuneste virtaa syöttövesisäiliöön (16). Lämmönsiirtimen (19) jälkeen vesikierto haarautuu osan vedestä mennessä kattilaan (5), jossa se höyrystyy ja tulistuu ja menee turbiiniin (14). Loppu vesi menee lämmönsiirtimeen (2) esilämmittämään hiilidioksidia, minkä jälkeen vesi menee pai- 5 101412 neenalennusventtiilille (15). Kattilassa (5) tapahtuu myös hiilidioksidin kuumennusvaihe.Figure 2 shows a process according to the invention, in which the waste heat • is obtained from a steam power process. The carbon dioxide cycle is similar to the above, but the boiler (5) includes an air preheater. In the steam cycle from the pressure relief valve (15), the water 30 enters the feed water tank (16), where it heats up as the water vapor from the turbine (14) mixes with it. The pump (17) then pressurizes the water to the desired pressure, after which the water is heated in the heat exchanger (18) by the inlet of the turbine (14) and further by the next outlet in the heat exchanger (19). From the heat exchangers (19, 18) of the heat-3b, the return liquid flows into the feed water tank (16). After the heat exchanger (19), the water circulation branches off to the boiler (5), where it evaporates and superheats and enters the turbine (14). The rest of the water goes to the heat exchanger (2) to preheat the carbon dioxide, after which the water goes to the pressure reducing valve (15). The boiler (5) also has a carbon dioxide heating step.
Kuvio 3 esittää maakaasun paineistukseen käytettävän laitoksen prosessikaaviota. Hiilidioksidia väliaineena käyttävä prosessi 5 on kuvion 1 kaltainen, ainoastaan kattilaan (5) sisältyy ilman esilämmittin. Turbiinin (6) tuottaman energian avulla paineistetaan maakaasua ahtimella (20), jonka jälkeen lämmennyt maakaasu lämmittää hiilidioksidia lämmönsiirtimessä (2) ja jäähtyy samalla itse. Prosessilla voidaan tuottaa haluttaessa myös sähköä.Figure 3 shows a process diagram of a plant used for compressing natural gas. The process 5 using carbon dioxide as a medium is similar to Figure 1, only the boiler (5) includes an air preheater. The energy produced by the turbine (6) pressurizes the natural gas with a supercharger (20), after which the heated natural gas heats the carbon dioxide in the heat exchanger (2) and at the same time cools itself. If desired, the process can also produce electricity.
10 Kuvio 4 esittää prosessia, jossa on kaksivaiheinen paisunta. Osa hiilidioksidin paineistuksesta suoritetaan ahtimella (25), jolloin ahtimessa (25) lämmenneen hiilidioksidin lämpö voidaan hyödyntää lämmönsiirtimessä (2). Hiilidioksidikierto on muuten kuvion 1 mukainen, mutta kattilaan (5) kuuluu tarvittaessa ilman 15 esilämmitin. Hiilidioksidi lämpenee kattilassa (5) ennen turbiinia (6), sekä myös sen jälkeen, koska hiilidioksidi paisuu myös turbiinissa (23). Turbiinista (23) hiilidioksidi palaa lämmön-siirtimiin (4, 3) ja jäähtyy vielä lisää esijäähdyttimessä (24). Koska hiilidioksidi paisuu turbiinissa (23) saavutettavissa ole-20 vaa lauhtumislämpötilaa vastaavaa painetta alempaan paineeseen, menee se tämän jälkeen ahtimeen (25). Ahtimessa (25) lämmennyt hiilidioksidi jäähtyy lämmönsiirtimessä (2), menee sen jälkeen lauhduttimeen (7), missä se nesteytyy. Nesteytyksen jälkeen hiilidioksidi paineistetaan pumpulla (1) ylikriittiseen paineeseen. 25Figure 4 shows a process with two-stage expansion. Part of the pressurization of the carbon dioxide is carried out by the supercharger (25), whereby the heat of the carbon dioxide heated in the supercharger (25) can be utilized in the heat exchanger (2). The carbon dioxide cycle is otherwise as shown in Figure 1, but the boiler (5) includes, if necessary, an air preheater. The carbon dioxide heats up in the boiler (5) before the turbine (6), as well as after it, because the carbon dioxide also expands in the turbine (23). From the turbine (23), the carbon dioxide returns to the heat exchangers (4, 3) and is further cooled in the precooler (24). As the carbon dioxide expands to a pressure below the condensing temperature achievable in the turbine (23), it then enters the supercharger (25). The carbon dioxide heated in the supercharger (25) cools in the heat exchanger (2), then goes to the condenser (7), where it liquefies. After liquefaction, the carbon dioxide is pressurized with a pump (1) to a supercritical pressure. 25
Kuvio 5 on taulukko kuvion 1 tilapisteiden arvoista. Yksinkertaisuuden vuoksi on väliaineena A käytetty pelkkää ilmaa. Turbiinin isentrooppisena hyötysuhteena on käytetty 90 %, painehä-viöinä lämmönsiirtimissä 3%:a ja lämmönsiirrinten rekuperaatio-30 asteena 90%:a.Figure 5 is a table of the values of the state points of Figure 1. For simplicity, only air has been used as medium A. 90% has been used as the isentropic efficiency of the turbine, 3% as pressure losses in the heat exchangers and 90% as the recovery rate of the heat exchangers.
Kuvio 6 on h,T-piirros kuvion 1 pisteistä A, B, C ja D. Lämmönsiirtimet (2, 3, 4) ja kattila (5) on muutettu selvyyden vuoksi yhdeksi lämmönsiirtimeksi.Fig. 6 is a h, T-drawing of points A, B, C and D in Fig. 1. The heat exchangers (2, 3, 4) and the boiler (5) have been converted into a single heat exchanger for the sake of clarity.
Keksinnön eräistä sovellusmuodoista mainittakoon prosessi, jossa 35 lämmönsiirtimen (4) jälkeen ei väliainetta B lämmitetä enää kat tilassa (5). Tällöin väliaineen B lämmitys maksimilämpötilaan ' 101412 tapahtuu luonnollisesti väliaineen A jätelämmöllä lämmönsiirti-messä (4) , joka tällöin on oikeastaan kattila. Myös jotkin muut prosessin komponentit voidaan tarvittaessa jättää pois. Lämmön-siirtimien (2, 3, 4) hiilidioksidipuolet voidaan niin ikään yh-5 distää, jolloin lämmönsiirtimien lukumäärä vähenee. Myös paisun-ta turbiinissa (6) voi tapahtua useammassa vaiheessa samoin kuin puristus pumpussa (1), jolloin puristusvaiheiden välillä on jäähdytys. Keksinnön mukaisessa laitoksessa on myös tarvittaessa väliaineen B ympäristön painetta korkeamman painetason saavutta-10 miseen tarvittavat komponentit. Prosessikierron hiilidioksidi hajoaa riittävän korkeassa lämpötilassa hiilimonoksidiksi ja hapeksi, jotka voidaan polttaa suljetussa kierrossa ennen turbiinia (6). Tällöin prosessin maksimilämpötilan kasvaessa myös hyötysuhde paranee. Väliaine A tai B voi muodostua myös useam-15 masta aineesta, jolloin seoksella voidaan saavuttaa halutut lämmönsiirto-ominaisuudet .Among some embodiments of the invention, mention may be made of the process in which, after the heat exchanger (4), the medium B is no longer heated in the boiler room (5). In this case, the heating of the medium B to the maximum temperature '101412 takes place naturally with the waste heat of the medium A in the heat exchanger (4), which is then in fact a boiler. Some other process components can also be omitted if necessary. The carbon dioxide sides of the heat exchangers (2, 3, 4) can also be combined, thus reducing the number of heat exchangers. Expansion in the turbine (6) can also take place in several stages, as well as compression in the pump (1), whereby there is cooling between the compression stages. The plant according to the invention also has, if necessary, the components necessary for achieving a pressure level higher than the ambient pressure of the medium B. The carbon dioxide in the process cycle decomposes at a sufficiently high temperature into carbon monoxide and oxygen, which can be burned in a closed loop before the turbine (6). In this case, as the maximum process temperature increases, the efficiency also improves. Medium A or B can also consist of several substances, in which case the desired heat transfer properties can be achieved with the mixture.
Keksinnön mukainen prosessi voidaan liittää myös nykyiseen yhdistettyyn voimalaitokseen esimerkiksi kuvion 2 tavalla höyry-turbiinin väliottoja lisäämällä, jolloin on saavutettavissa 20 erittäin korkea sähköntuottohyötysuhde, varsinkin jos palamisessa syntyvän vesihöyryn lauhtumislämpö käytetään prosessissa hyödyksi.The process according to the invention can also be connected to an existing combined heat and power plant, for example by adding steam turbine intakes as shown in Figure 2, whereby a very high electricity generation efficiency can be achieved, especially if the condensing heat of combustion water is utilized in the process.
Keksinnön sovellutusesimerkit on selitetty vain keksinnön ha-25 vainnollistamiseksi eivätkä ne muodosta mitään rajoitusta keksinnön käyttöön, koska yksityiskohdat, jotka eivät ole tarpeen keksinnön ymmärtämiseksi, on selvyyden vuoksi jätetty pois. Keksintöä ei siis rajoiteta esitettyihin rakennemuotoihin, vaan siihen kuuluu kaikki, mikä sisältyy seuraavien patenttivaatimus-30 ten ulottuvuuteen.The application examples of the invention have been described only to illustrate the invention and do not constitute any limitation on the use of the invention, as details which are not necessary for an understanding of the invention have been omitted for the sake of clarity. Thus, the invention is not limited to the embodiments shown, but includes everything within the scope of the following claims.
Claims (9)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI933077A FI101412B (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Method for utilizing waste heat, eg in power plants |
FI943200A FI101413B (en) | 1993-07-05 | 1994-07-04 | Method for utilizing waste heat, eg in power plants |
DE4494861T DE4494861T1 (en) | 1993-07-05 | 1994-07-05 | Process for using waste heat energy in power plants |
PCT/FI1994/000311 WO1995002115A1 (en) | 1993-07-05 | 1994-07-05 | Method for exploitation of waste thermal energy in power plants |
JP7503842A JPH09501750A (en) | 1993-07-05 | 1994-07-05 | Utilization method of waste heat energy in power plant |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI933077A FI101412B (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Method for utilizing waste heat, eg in power plants |
FI933077 | 1993-07-05 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI933077A0 FI933077A0 (en) | 1993-07-05 |
FI933077A FI933077A (en) | 1995-01-06 |
FI101412B1 FI101412B1 (en) | 1998-06-15 |
FI101412B true FI101412B (en) | 1998-06-15 |
Family
ID=8538275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI933077A FI101412B (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Method for utilizing waste heat, eg in power plants |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI101412B (en) |
-
1993
- 1993-07-05 FI FI933077A patent/FI101412B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI933077A0 (en) | 1993-07-05 |
FI933077A (en) | 1995-01-06 |
FI101412B1 (en) | 1998-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2510206B1 (en) | Compound closed-loop heat cycle system for recovering waste heat and method thereof | |
US7096665B2 (en) | Cascading closed loop cycle power generation | |
ES2837381T3 (en) | Process steam generation using a high temperature heat pump | |
US9856755B2 (en) | Thermal integration of a carbon dioxide capture and compression unit with a steam or combined cycle plant | |
US20170058768A1 (en) | Method And Device For Storing And Recovering Energy | |
UA61957C2 (en) | Method for obtaining energy from the exhaust gas of gas turbine, method and system of regeneration of energy of the exhaust gas heat | |
BRPI1003490A2 (en) | Rankine cycle system and Method | |
US6244033B1 (en) | Process for generating electric power | |
KR20050056941A (en) | Cascading closed loop cycle power generation | |
WO1995002115A1 (en) | Method for exploitation of waste thermal energy in power plants | |
Gou et al. | A novel hybrid oxy-fuel power cycle utilizing solar thermal energy | |
RU2722436C2 (en) | Cascade cycle and method of regenerating waste heat | |
CN213810695U (en) | Heating system for realizing activation of purified molecular sieve by using waste heat of flue gas of thermal power generating unit | |
FI101412B (en) | Method for utilizing waste heat, eg in power plants | |
CN209875312U (en) | Thermal power generation system suitable for low-temperature environment | |
CN109630269B (en) | Natural gas-steam combined cycle clean power generation process | |
CN112228175A (en) | Heating system for realizing activation of purified molecular sieve by utilizing low-grade steam of thermal power generating unit | |
JP2002242700A (en) | Ultra-turbine | |
CN113623039B (en) | Air-carbon dioxide combined cycle power generation system and method | |
Nagaraj et al. | Innovations in vapour and gas power cycles | |
US20230258099A1 (en) | Turbine Assembly | |
CN117005922A (en) | Double heat source gas-steam combined cycle power device | |
CN117927367A (en) | Photo-thermal combined cycle power device with same fuel | |
CN117189358A (en) | Fuel carrying multi-heat source combined cycle thermal driving device | |
CN112178675A (en) | Heating system for realizing activation of purified molecular sieve by using waste heat of flue gas of thermal power generating unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: L!YTTY, ARI VELI OLAVI |
|
MA | Patent expired |