JPS5882006A - Device for converting heat into work - Google Patents

Device for converting heat into work

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JPS5882006A
JPS5882006A JP18690582A JP18690582A JPS5882006A JP S5882006 A JPS5882006 A JP S5882006A JP 18690582 A JP18690582 A JP 18690582A JP 18690582 A JP18690582 A JP 18690582A JP S5882006 A JPS5882006 A JP S5882006A
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JP
Japan
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gas
combustion
turbine
combustion chamber
fuel
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JP18690582A
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Japanese (ja)
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ポ−ル・セレスゼブスキ−
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Babcock and Wilcox Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5882006A publication Critical patent/JPS5882006A/en
Publication of JPS595761B2 publication Critical patent/JPS595761B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/36Open cycles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/02Plural gas-turbine plants having a common power output

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱を仕事に変換する装w%に発電用熱的に電
気エネルギを発生させるため、水のような流体をボイラ
の中で加圧下に蒸発させこれを同期発電機に連結された
蒸気タービンの中で膨張させ、次にこれ倉凝縮させ冷却
させたのちにボイラに戻す閉じた熱力学的回路が使用で
きる。蒸発のための熱は適当な量の溶焼空気(燃焼のた
めの空気)の存在下に炭化水素等の燃料を燃焼させるこ
とによって生成される。このような蒸気によって駆動さ
れるタービン発電機ユニットの熱力学的効率は比較的良
好でおるが、装置の経費が非常に高く、これはこの型の
火力発電所から供給されるキロワット時当シの原価で償
却費が着るしく大きい割合を占めるということを示して
いる◎大きい出力の発11機の駆動に必要々トルクは開
いた熱力学的回路を有するガスタービンによっても供給
できる。この開いた熱力学的回#は天然ガスまたは液体
石油溜升などあ燃料を混合した空気を熱力学的媒体とす
る。この種の装置においては、外気から取入れられた空
気が圧縮機の中で圧縮されKよって生じたガスがタービ
ンを通るときに膨張する。圧縮機と発電機はこのタービ
ンの軸に連結されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention involves evaporating a fluid such as water under pressure in a boiler and synchronously evaporating it under pressure in order to thermally generate electrical energy for power generation by converting heat into work. A closed thermodynamic circuit can be used, with expansion in a steam turbine connected to a generator, which is then condensed and cooled before being returned to the boiler. Heat for vaporization is generated by burning a fuel such as a hydrocarbon in the presence of a suitable amount of combustion air. Although the thermodynamic efficiency of such steam-driven turbine generator units is relatively good, the cost of the equipment is very high, which is much lower than the cost per kilowatt-hour supplied by this type of thermal power plant. This shows that depreciation costs account for a relatively large proportion.◎The torque required to drive the large-power generators can also be supplied by gas turbines with an open thermodynamic circuit. This open thermodynamic circuit uses air mixed with a fuel such as natural gas or liquid petroleum as the thermodynamic medium. In this type of device, air taken from outside is compressed in a compressor and the resulting gas is expanded as it passes through a turbine. A compressor and a generator are connected to the shaft of this turbine.

ガスノービン装置の比消費量(供給されるキロワット時
当り)は蒸気タービンユニットの比消費量よ転非常に大
きい。しかしその投資費用は非常に少なく、それ故火力
発電所における尖頭負荷発電機用または予備発電機用と
してガスタービンユニットがしばしは使用される・在来
の工業用ガスタービンの効率が低い理由の1つは、ター
ビン羽根の機械的堅牢性および適当な寿命を確保するた
めに1タービンの入口温度を約800@Cすなわち通常
使用される燃焼の焔温度の約三分の−に制限することが
望ましいと考えられるからである。在来のガスタービン
にお−てはタービンの入口温度の制限は、燃焼室から出
る燃焼のガスを約4倍の量の新鮮な圧縮された空気で希
釈することKよって達成され、その緒条純粋め損失とし
てガスのエントロピが大きく増加する・さらに、この際
に圧縮機を駆動させるために必要なエネルギは、空気圧
縮に必要なエネルギより5倍大きい。圧縮の際に吸収さ
れるエネルギは理論的には膨張の際に砲戻されるが、前
述したような変化は実際には可逆的からはほど遠く、工
業用ガスタービンにおける大きな希釈度はその効率を低
下させる。最後に、タービンにより排出されるガスは比
較的熱く、使用できるエネルギがこのことによってさら
に失なわれる。
The specific consumption (per kilowatt-hour supplied) of a gas turbine unit is much higher than that of a steam turbine unit. However, the investment cost is very low, which is why gas turbine units are often used for peak load generators or standby generators in thermal power plants. One is to limit the inlet temperature of one turbine to about 800 C, or about one-third of the commonly used combustion flame temperature, to ensure mechanical robustness and adequate lifespan of the turbine blades. This is because it is considered desirable. In conventional gas turbines, limiting the turbine inlet temperature is achieved by diluting the combustion gases exiting the combustion chamber with approximately four times the amount of fresh compressed air; The entropy of the gas increases significantly as a result of purification loss.Furthermore, the energy required to drive the compressor at this time is five times greater than the energy required to compress air. Although the energy absorbed during compression is theoretically returned during expansion, the changes described above are far from reversible in practice, and large dilutions in industrial gas turbines reduce their efficiency. let Finally, the gases exhausted by the turbine are relatively hot, and usable energy is thereby further lost.

失なわれるエネルギの量を低減させるため、蒸気タービ
ンユニットと結合された希釈型ガスタービンを有するい
わゆる混合式火力発電所が提案され九〇そしてこの火力
発電所では、ガスタービンから排出される比較的酸素に
富んだ高温ガス混合物が燃焼ガスまたはその1部を形成
し、蒸気タービンユニットのボイラへ供給される燃料が
この燃焼ガスの中で燃φする0この方法によれに1ガス
タービンから排出されるガスの残留エネルギの非常に多
くの部分が蒸気タービンの軸端で回収される。かつこの
ようにして、比較的囃価なガスタービンユニットによっ
て、これが蒸気タービンユニットと組合わされていない
場合に得られるより本有効なガスタービンに供給される
燃料の使用が達成される。 − ガスタービンSニットと蒸気タービンユニットの相対的
投貴費用を考慮すれば、上述した一類の混合式装置のガ
スタービンユニットの出力に対する寄与が蒸気タービン
ユニットのそれに較べてできるだけ大きいことが有利で
ある。しかるに理−的に見出したところKよれば、ガス
タービンユニットの排出ガスが蒸気タービンユニットの
ボイラへ供給される燃料の全体を提供するときに達成さ
れるこの寄与の最大値は、この装置によって供給される
全動力の約12−以上になることはできない・ この発明の目的は、上述した従来の欠点を除去した熱を
仕事に変換する新規な装置を提供することKある・ この発明によれば、燃焼室とこの燃焼室から供給される
ガスによって駆動されるように配備されたタービンとを
それぞれ有する2つのガスタービンユニット、およびタ
ービンのおのおのから排出されるガスを受取るように連
結された別の燃焼装置を包含し、燃焼室の双方ではなく
1方がこれに供給される燃料の完全燃焼を阻止する装置
を備えていることを特徴とする熱を仕事に変換する装置
が提供される。
In order to reduce the amount of energy that is lost, so-called mixed thermal power plants have been proposed, which have a dilution gas turbine combined with a steam turbine unit. A hot oxygen-enriched gas mixture forms the combustion gas or a part thereof, in which the fuel fed to the boiler of the steam turbine unit burns. A significant portion of the residual energy of the gas is recovered at the shaft end of the steam turbine. And in this way, a more efficient use of the fuel supplied to the gas turbine is achieved with a relatively inexpensive gas turbine unit than would be obtained if it were not combined with a steam turbine unit. - Considering the relative investment costs of the gas turbine S unit and the steam turbine unit, it is advantageous for the contribution of the above-mentioned type of mixing device to the output of the gas turbine unit to be as large as possible compared to that of the steam turbine unit. . However, according to the theoretical findings K, the maximum value of this contribution achieved when the exhaust gas of the gas turbine unit provides the entirety of the fuel supplied to the boiler of the steam turbine unit is It is an object of the present invention to provide a new device for converting heat into work which eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art.According to the invention , two gas turbine units each having a combustion chamber and a turbine arranged to be driven by gas supplied from the combustion chamber, and another gas turbine unit coupled to receive gas exhausted from each of the turbines. A device for converting heat into work is provided which includes a combustion device and is characterized in that one, but not both, of the combustion chambers are provided with a device for preventing complete combustion of the fuel supplied thereto.

1方のタービンに供給される過剰の空気と別のタービン
に供給される過剰の燃料とけ燃焼室からタービンへ供給
される燃焼ガスを薄めてこれの温度を低くシ、すなわち
この温度は正確な正規組成比に対応する温度よりも低く
保持され、これに伴ってタービン羽根が過熱によって損
傷する危険が低減する。この新規の配IIはさらに、圧
縮される空気の量がII!%熔室内で燃焼される燃料o
nだけに関連して決定できるから圧am轡の使用効率と
いう点から見て有利であり、過剰燃料の中のエネルギの
かなりの部分はタービンから排出されて後続の燃焼装置
の中で燃φされるまでに回収される。この後続の燃焼室
では高い焔温度が使用できる。
The excess air supplied to one turbine and the excess fuel supplied to another turbine dilute the combustion gases supplied to the turbine from the combustion chamber and lower their temperature, i.e. this temperature is not exactly normal. The temperature is kept below the temperature corresponding to the composition ratio, thereby reducing the risk of damage to the turbine blades due to overheating. This new arrangement II also has the ability to compress the amount of air to a maximum of II! %Fuel burned in the melting chamber o
This is advantageous from the point of view of efficiency of compressor use, since it can be determined in relation to only will be collected by the time the Higher flame temperatures can be used in this subsequent combustion chamber.

例示のため、この発明の実施例について図面を参照しな
がら以下に説明する。
For purposes of illustration, embodiments of the invention will now be described with reference to the drawings.

第2図KM図で示したこの発明による装置は、蒸気ター
ビンユニット10、第1ガスタービンユニツト11およ
び第2ガスタービンユニツト12を有する。
The device according to the invention, shown in FIG. 2KM, has a steam turbine unit 10, a first gas turbine unit 11 and a second gas turbine unit 12.

蒸気タービンユニット10は在来の構造のものである。Steam turbine unit 10 is of conventional construction.

これは高圧タービン段15および低圧タービン段16を
有し、これらは同期発電様に連結された共通の伝動軸1
7を作動する・タービンハウジング16内で膨張した蒸
気社凝縮器1Bの中で冷却され凝縮され、次にポンプ2
0によって在来の水呑熱器21および22へ向い、これ
ら再熱器において低圧タービン段140糧−の段から抽
出された蒸気によって加熱される。再熱器で加熱された
水は次にメイラ19の中へ進む。ボイラ19は過熱器2
3、再過熱器24.11減器25および排ガス冷却器2
6を有する0図に示されるように1再熱器21から来ゐ
水は最初に排ガス冷却器26を通過し次いで再熱器22
かも来る水と共気に変えられる。この蒸気は次に高圧タ
ービン段15の中て部分的に膨張し、次いで再過熱器2
4を通夛その後に低圧タービン段16の中で最終的に膨
張する。
It has a high-pressure turbine stage 15 and a low-pressure turbine stage 16, which share a common transmission shaft 1 connected in a synchronous manner.
7 is cooled and condensed in the expanded steam condenser 1B in the turbine housing 16, and then the pump 2
0 to conventional water heaters 21 and 22, in which they are heated by steam extracted from the stages of the low pressure turbine stage 140. The water heated in the reheater then passes into the mailer 19. Boiler 19 is superheater 2
3. Resuperheater 24.11 Attenuator 25 and exhaust gas cooler 2
The water coming from the reheater 21 first passes through the exhaust gas cooler 26 and then passes through the reheater 22 as shown in FIG.
It can also be changed into water and synergy. This steam is then partially expanded in high pressure turbine stage 15 and then in resuperheater 2
4 and then finally expands in the low pressure turbine stage 16.

餉1ガスタービンユニット11は空気圧縮機31、燃焼
室62およびタービン33を有する。
The first gas turbine unit 11 has an air compressor 31, a combustion chamber 62, and a turbine 33.

圧縮*31KF1入ロダクト54を通って外気が供給さ
れる。圧縮機は伝動軸35を介してタービン55によっ
て駆動される。伝動軸′55は蒸気タービンユニットの
伝動軸17に結合でき、あるいけ独立の同期発電機(I
iii3示なし)を駆動する。
Outside air is supplied through the compressed *31KF1 input rod duct 54. The compressor is driven by a turbine 55 via a transmission shaft 35. The transmission shaft '55 can be coupled to the transmission shaft 17 of the steam turbine unit, or can be connected to an independent synchronous generator (I
iii3 (not shown).

圧縮機31によって圧縮された空気の一部は、供給管5
6を通って燃善室52に供給される液体または気体の燃
料の燃善を確保するに使用される。
A part of the air compressed by the compressor 31 is transferred to the supply pipe 5
6 to ensure the fuel efficiency of the liquid or gaseous fuel supplied to the combustion chamber 52.

圧縮された空気の残部は、タービンの入口温度を適当な
値に維持するために燃φガスを希釈するに使用される。
The remainder of the compressed air is used to dilute the fuel gases to maintain the turbine inlet temperature at a suitable value.

高温ガスの混合物はタービン33を通るときに膨張する
。希釈されたためにまだ徽章を大きな比率で有している
膨張後に排出されるガスは、燃φ空気として用いるため
に管37を造って蒸気タービンユニットのボイラ19へ
送られる。
The mixture of hot gases expands as it passes through turbine 33. The gas discharged after expansion, which still has a large proportion of the insignia due to its dilution, is sent to the boiler 19 of the steam turbine unit in a pipe 37 for use as fuel air.

第2ガスタービンユニツト12は、その燃焼室42が供
給管46によってこれに供給される燃料の燃焼を正確に
制限するための触媒内張り(図示表し)を有し、かつそ
の圧縮機41が後述の反応式に従う一部燃焼を確保する
のにちょうど必要な燃焼空気の比較的小さい流れを供給
するように設計されている点において、前述のタービン
ユニット11から著しく異なっている。蒸気噴射装胃(
図示なし)が圧縮機41内でのすすの形成を阻止するた
めに設けられる。圧縮機41とタービン43は同期発電
機を駆動できる共通の伝動軸45によって連結できるが
、ボイラ19への供給に必要な燃料G流量と独立に圧縮
空気の流量を変えれるようにするために圧縮機が可変速
度の駆動装賃によって独立して駆動されてもよい・膨張
稜タービン43から排出されるガスは、/(−す(図示
なし)を端部に有する管47を通ってボイラ19へ送ら
れる。このガスはまだ高[K燃婢でき、これはこの場合
にはボイラー9へ供給される燃料のすべてとなっている
0もちろん、管67および47を遡るそれぞれのガスの
流量Fi最終燃焼が正規組成で行なわれるように選ばれ
る0 第1図のグラフは、燃料を一定速度で燃φさせる燃焼室
から工業用ガスタービンへ供給される燃焼用空気の流t
Qに対してタービンの入口温度をプロットしたものを示
す。曲線の頂点は最高燃焼温度t、 K相当する。この
温度は次の式で示される完全燃焼反応のための燃焼用空
気と燃料の正規組成比に対応する空気の流量Q、 にお
いて得られるO CnH2mm+2+ 想+102n CO2+ (n+
1 )H2O2 従って完全燃瞬を確保するためには流量QをQ。
The second gas turbine unit 12 has a combustion chamber 42 with a catalytic lining (not shown) for precisely limiting the combustion of the fuel supplied to it by a supply pipe 46, and a compressor 41 with a It differs significantly from the previously described turbine unit 11 in that it is designed to provide a relatively small flow of combustion air just needed to ensure partial combustion according to the reaction equation. Steam-injected stomach (
(not shown) is provided to prevent soot formation within the compressor 41. The compressor 41 and the turbine 43 can be connected by a common transmission shaft 45 that can drive a synchronous generator. The machine may be driven independently by a variable speed drive charge. The gases discharged from the expansion ridge turbine 43 are passed to the boiler 19 through a tube 47 having a /(- (not shown) at the end. This gas can still have a high fuel consumption, which in this case is all of the fuel supplied to the boiler 9. Of course, the respective gas flow rates Fi final combustion up the tubes 67 and 47 The graph in Figure 1 shows that the flow t of combustion air supplied to an industrial gas turbine from a combustion chamber in which fuel is burned at a constant rate is
A plot of turbine inlet temperature versus Q is shown. The peak of the curve corresponds to the maximum combustion temperature t, K. This temperature is obtained at the air flow rate Q, which corresponds to the normal composition ratio of combustion air and fuel for a complete combustion reaction, as shown by the following equation.
1) H2O2 Therefore, to ensure complete combustion, reduce the flow rate Q to Q.

よ抄大圧することか必要であ抄、タービン入口温度がa
 o o’c附近の値tN以上にならないようにする九
めKは過剰の空気が前述したガスタービンエニット11
の燃焼室52を通過させられる。よってこのエニットは
希釈型ガスタービンユニットと称することができる・こ
のような空気の流量は正規組成の流量Q、よ)邊かに大
きい(約5倍)QDで示される。
It is necessary to apply high pressure during papermaking, and the temperature at the turbine inlet is a
The ninth K to prevent the value from exceeding the value tN near o o'c is to prevent excess air from reaching the gas turbine ennit 11 mentioned above.
The combustion chamber 52 is passed through. Therefore, this enit can be referred to as a diluted gas turbine unit.The flow rate of such air is indicated by QD which is slightly larger (approximately 5 times) than the flow rate Q of normal composition.

しかし、第1図のグラフによれば、正規組成の流量Q、
より小さい空気流量Qepによる燃料の不完全燃焼によ
りてもt大タニビンの入口温度が安全温度tNを越えな
いようにできることが判る。
However, according to the graph in Figure 1, the flow rate Q of the normal composition,
It can be seen that even with incomplete combustion of fuel due to a smaller air flow rate Qep, the inlet temperature of the t-large tanibin can be prevented from exceeding the safe temperature tN.

これが第2ガスタービンユニツト12で使用さかる方法
であ如、このユニットは一部燃焼型ガスタービンエニッ
トと称することができる。この株のユニットの中で燃焼
は次の反応で達成できる・CnH,n+2+n02nc
O+ (N+1)H。
If this is the method used in the second gas turbine unit 12, this unit may be referred to as a partially fired gas turbine unit. Combustion can be achieved in the unit of this strain by the following reaction・CnH, n+2+n02nc
O+ (N+1)H.

一部燃焼が上述の反応式に従うようにするためKは、適
当な触媒被覆が燃焼室の内壁を櫟い、かつすすの形成を
避ける丸め水蒸気が燃箭空気中に噴射できる。
In order to ensure that the partial combustion follows the above-mentioned reaction equation, a suitable catalytic coating coats the inner walls of the combustion chamber and steam can be injected into the combustion chamber air to avoid the formation of soot.

第1図に示されるように、一部燃φ型ガスタービンエニ
ットの圧縮機を通過する燃焼空気の流量Qa、け、希釈
蓋゛ガスタービンユニットの和尚する流量Qnよ動基か
に小さい。故に顛1者のユニットの空気圧搾機によって
吸収される機械的動力は小さく成る場合には高温ガスの
膨張によって供給される動力のスの程度であり、これは
成る場合KFi希釈型ユニットの中で膨張によって供給
される動力の4で表わされる。
As shown in FIG. 1, the flow rate Qa of combustion air passing through the compressor of a partially-combusted φ-type gas turbine unit is much smaller than the flow rate Qn flowing through the dilution lid gas turbine unit. Therefore, the mechanical power absorbed by the air compressor in the first unit is less than the amount of power provided by the expansion of the hot gas, which is the case in the KFi dilution type unit. 4 of the power provided by expansion.

両ガスタービンユニットの本造は実質上和睦し。The construction of both gas turbine units is essentially harmonious.

<、’IKいずれのユニットも天然ガスのような気体燃
料または充分に不純物(#fに硫黄)のない液体燃料が
使用できる。
<,'IK Both units can use gaseous fuel such as natural gas or liquid fuel sufficiently free of impurities (sulfur in #f).

第2図の装置へ供給される燃料に天然ガスでよい。これ
は有害な不純物を実際上包含せず、比較的高圧で工業的
に自由に入手でき、従って、公称静圧が約10気圧の程
度であるべき燃焼室52および42の中へ導入する以前
に圧縮する必要がない。しかし、燃料は一般に工業用ガ
スタービンで使用されるような重いまたは軽い石油溜升
よね成ること亀できる・ 第3図は一部燃焼型タービンユニット12の変形12m
を示し、これによれFi電い残留油分が燃料として使用
できる。このような燃料は、タービン羽根および蒸気タ
ービンユニット10のボイラO熱交換面の上流で分離す
るのが望ましい硫黄勢の不純物を含んでいる。
Natural gas may be used as the fuel supplied to the apparatus shown in FIG. It is practically free of harmful impurities and is commercially freely available at relatively high pressures, so that before its introduction into the combustion chambers 52 and 42 the nominal static pressure should be of the order of about 10 atmospheres. No need to compress. However, the fuel can generally consist of heavy or light oil reservoirs, such as those used in industrial gas turbines.
As a result, the residual oil content of the Fi-electrode can be used as fuel. Such fuels contain sulfur-based impurities that are desirably separated upstream of the turbine blades and boiler O heat exchange surfaces of the steam turbine unit 10.

ζこでタービンユニット120部分と同様のタービンユ
ニット12&の部分は同じ数字に添字aを付して示され
る・このユニットj2aにおいて、蒸溜されていない重
い石油が管44mを通して一部燃煉室42aK供給され
、これから出るガスが管52を通して処理室51へ導入
される粉末状化学的脱硫剤によってこの処理室51(D
中で脱硫される。この脱硫剤は燃焼室42aの中での不
完全燃焼によって遊離する硫化水素と反応して化合物を
形成し、この化合物は処理室51から出るガスが通過す
る除塵器55によって分離される0除應器5sKよって
分離された硫化物は処理室51に脱硫剤の形で再導入す
るため54で示した再循環器によって再生される。精製
された高温ガスは次に出口55を通ってタービン45a
の中で膨張し、送出通酪47 a を通ってlイン19
の中で最終的に燃焼させられる。装置全体が比較的安価
な蒸溜されない燃料だけで作動されるようにするために
社、除塵器53の出口55へ流れる精製され九燃焼可能
のガスの一部をタービン43mへ供給し、このガスの残
部を希釈型タービンユニット11の燃焼室32へ供給す
るようにすることができる◎これに伴って一部燃φ室4
2mに供給されなけれにならない精製されない燃料の流
11は増大し、圧Ii$41m1通る空気の流量はこれ
に適合するように調節されなけれはならないが、タービ
ンユニット11の配置は本質的に不変のままである。
ζHere, parts of the turbine unit 12 & similar to the parts of the turbine unit 120 are indicated by the same numbers with a suffix a. In this unit j2a, undistilled heavy oil is partially supplied to the combustion chamber 42aK through a pipe 44m. This processing chamber 51 (D
It is desulfurized inside. This desulfurizing agent reacts with the hydrogen sulfide liberated by incomplete combustion in the combustion chamber 42a to form a compound, which is separated by a dust remover 55 through which the gas exiting the treatment chamber 51 passes. The sulfides separated by the vessel 5sK are regenerated by a recirculator 54 in order to be reintroduced into the processing chamber 51 in the form of a desulfurizing agent. The purified hot gas then passes through outlet 55 to turbine 45a.
expands in the inlet 19 through the delivery passageway 47 a
is finally burned inside. In order to ensure that the entire system is operated only on relatively cheap non-distilled fuel, a portion of the purified and combustible gas flowing to the outlet 55 of the deduster 53 is supplied to the turbine 43m, and this gas is The remaining part can be supplied to the combustion chamber 32 of the dilution type turbine unit 11 ◎Along with this, a part of the combustion chamber 4
Although the flow 11 of unrefined fuel that must be supplied to 2m increases and the flow rate of air through the pressure Ii$41m1 has to be adjusted accordingly, the arrangement of the turbine unit 11 remains essentially unchanged. It remains as it is.

上述し図示した以外の実施例も示される・例えば一部燃
煉型ガスタービンユニット12.12aのタービンが実
際上2段であって、タービンへ供給されるガスの成る部
分が2段の中で次次と膨張させられ、このガスの残余が
第1段で膨張したのちに希釈型ガスタービンユニットの
中でさらに膨張させられるようになっていてもよい@圧
縮を2段または多段で達成し1つの段と次の段の間で空
気を冷却すること本提案される。これによって圧縮に伴
なう仕事は低減し、冷却はガスの発生に使用すべき燃料
との熱交換によって達成できる。
Embodiments other than those described and illustrated above are also shown. For example, the turbine of a partially fired gas turbine unit 12.12a actually has two stages, and the part of the gas supplied to the turbine consists of two stages. The remainder of this gas may be expanded in the first stage and then further expanded in a dilution gas turbine unit. Compression may be achieved in two or multiple stages. It is proposed herein to cool the air between one stage and the next. This reduces the work involved in compression and cooling can be achieved by heat exchange with the fuel used to generate the gas.

前述し九すべての実施例において、一部燃鋳型ガスター
ビンから排出されるガスと希釈型ガスタービンから排出
されるガスとは燃料を燃焼させるボイラの燃φ室へそれ
ぞれ独立に供給される。別の実施例ではタービンから排
出されるガスの燃焼がボイラの加熱以外のために使用さ
れ、また別の実施例では一部燃鋳型ガスタービンから排
出されるガスが希釈型ガスタービンユニットの燃φ室の
中で燃料として使用される。
In all of the nine embodiments described above, the gas discharged from the part-combustion mold gas turbine and the gas discharged from the dilution type gas turbine are each independently supplied to the combustion chamber of the boiler in which fuel is combusted. In another embodiment, the combustion of the gases discharged from the turbine is used for purposes other than heating the boiler, and in other embodiments the combustion of the gases discharged from the partially fired molded gas turbine is used to fuel the dilution gas turbine unit. Used as fuel inside the chamber.

この発明は次のように集流できる。This invention can be integrated as follows.

1)供給される燃料の完全燃情を阻止する装置が燃φ室
の触媒内張りからなる特許請求の範囲にP載の装置・ (21供給される燃料の完全燃情を阻止する装置を備見
え燃焼室と対応するタービンとの間にガス純化装置が設
けられる特許請求の範I!tIまたは前記(11に記載
の装置。
1) The device listed in P in the scope of claims in which the device for preventing complete combustion of the supplied fuel consists of the catalyst lining of the combustion chamber (21) The device according to claim I!tI or the above (11), wherein a gas purification device is provided between the combustion chamber and the corresponding turbine.

+31  燃φ室のおのおのが圧縮機によって空気を供
給されるように連結され、圧縮機が燃φ室から生じるガ
スによって駆動されるタービンによって駆動されるよう
に連結される特許請求の範囲、繭重(1)、前記(2)
のいずれかに記載の装置。
+31 A claim in which each of the combustion chambers is connected to be supplied with air by a compressor, and the compressor is connected to be driven by a turbine driven by gas generated from the combustion chamber, (1), (2) above
The device described in any of the above.

(41圧縮機のいずれかが2段であり、燃料を燃焼室へ
進める通路の中に熱交換器が配置され、段の間の空気を
燃焼室へ向う燃料との熱交換のため熱交換器へ導く装置
が設けられる前記(3)に記載の装置。
(Either one of the 41 compressors has two stages, and a heat exchanger is placed in the passage that advances the fuel to the combustion chamber, and a heat exchanger is used to exchange heat between the air between the stages and the fuel that goes to the combustion chamber.) The device according to (3) above, which is provided with a device for guiding.

15)  別の燃φ装置がボイラを加熱するように配備
される特許請求の範囲または前記fi+から(4)のい
ずれかにt’歌の装置。
15) Apparatus of claim or any of said fi+ to (4) in which a separate combustion φ apparatus is provided to heat the boiler.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は燃料を一定速度で燃φさせる燃φ室から工業用
ガスタービンへ供給される燃焼用空気の流量とタービン
の入口温暖の関係を示すグラフ、第2図は2つのガスタ
ービンを有するこの発明による装置を示す線図、第3図
は第2図の装置の変形を示す線図である。 図中、10は蒸気タービンユニット、11a希釈型ガス
タービンエニツト、12は一部燃鋳型ガスタービンユニ
ット、15#i高圧蒸気タ一ビン段、16は低圧蒸気タ
ービン段、18は圧縮機、19はボイラ、20はポンプ
、21.22け再熱器、23は過熱器、24は再過熱器
、25は節減器、26は排ガス冷却器、31は空気圧縮
機、32は燃φ室、3Sはタービン、41は圧縮機、4
2は燃焼室、43はタービンを示す。 第1 区 菊3図 手続補正書(方式) 昭和57年11月 24日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願 第186905号2、発明の名称 熱を仕事に変換する装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 4、代理人 〒105  住所 東京都港区西新橋1丁目1番15号
物産ビル別館 電話(591) 0261明細書 明細占の浄9.J容に変更7よし
Figure 1 is a graph showing the relationship between the flow rate of combustion air supplied to an industrial gas turbine from a combustion chamber that burns fuel at a constant speed and the temperature at the turbine inlet, and Figure 2 shows a graph showing the relationship between the turbine inlet temperature and the temperature of the turbine. FIG. 3 is a diagram showing a modification of the device of FIG. 2; FIG. In the figure, 10 is a steam turbine unit, 11a is a dilution type gas turbine unit, 12 is a partially fired molded gas turbine unit, 15#i high pressure steam turbine stage, 16 is a low pressure steam turbine stage, 18 is a compressor, 19 is a boiler, 20 is a pump, 21.22 reheater, 23 is a superheater, 24 is a resuperheater, 25 is an economizer, 26 is an exhaust gas cooler, 31 is an air compressor, 32 is a combustion chamber, 3S is a turbine, 41 is a compressor, 4
2 is a combustion chamber, and 43 is a turbine. No. 1 Ward Chrysanthemum Figure 3 Procedural Amendment (Method) November 24, 1980 Dear Commissioner of the Japan Patent Office 1, Indication of the Case 1986 Patent Application No. 186905 2, Title of Invention Apparatus for converting heat into work 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant 4, agent 105 Address Bussan Building Annex, 1-15 Nishi-Shinbashi, Minato-ku, Tokyo Telephone (591) 0261 Specification Statement 9. Change to J-yong 7 Okay.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1および第2のガスタービンユニットを有し、各ガス
タービンユニットが、燃焼室、・燃焼室から送出される
ガスによって駆動されるガスタービン、およびガスター
ビンで運転され燃焼用気体を燃焼室に供給する圧縮機を
備え、第1ガスタービンユニツトo圧縮機が燃焼室での
完全燃焼に必要な1よ抄過剰の燃焼用気体を燃焼室に供
給するように構成され、第2ガスタービンエエツトの圧
縮機か燃焼室での完全燃焼を達成できなめ少量のe焼用
気体を燃焼室に供給するように構成され、両ガス2−°
ビ、−=ット。ガX、−ビ、を、過しえガラが共に別の
燃焼装置へ供給されることを触徴とする熱を仕事に変換
する装置。
It has first and second gas turbine units, each gas turbine unit comprising a combustion chamber, a gas turbine driven by gas delivered from the combustion chamber, and a gas turbine operated by the gas turbine to supply combustion gas to the combustion chamber. the first gas turbine unit o compressor is configured to supply the combustion chamber with an excess of combustion gas necessary for complete combustion in the combustion chamber; The compressor is configured to supply a small amount of e-burning gas to the combustion chamber so that complete combustion cannot be achieved in the combustion chamber, and both gases are 2-°
Bi, -=t. A device for converting heat into work, which is triggered by the fact that gas X, -B, and waste gas are both supplied to another combustion device.
JP18690582A 1971-08-26 1982-10-26 A device that converts heat into work Expired JPS595761B2 (en)

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