KR100441943B1 - An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor - Google Patents

An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor Download PDF

Info

Publication number
KR100441943B1
KR100441943B1 KR10-2001-0067260A KR20010067260A KR100441943B1 KR 100441943 B1 KR100441943 B1 KR 100441943B1 KR 20010067260 A KR20010067260 A KR 20010067260A KR 100441943 B1 KR100441943 B1 KR 100441943B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
pressure steam
combustion
gasification
high pressure
Prior art date
Application number
KR10-2001-0067260A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030035276A (en
Inventor
이종민
김재성
김시문
김종진
김상돈
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR10-2001-0067260A priority Critical patent/KR100441943B1/en
Publication of KR20030035276A publication Critical patent/KR20030035276A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100441943B1 publication Critical patent/KR100441943B1/en

Links

Classifications

    • 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
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • 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
    • F02C3/20Gas-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
    • F02C3/26Gas-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 solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • F02C3/28Gas-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 solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B33/00Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
    • F22B33/02Combinations of boilers having a single combustion apparatus in common

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

본 발명은 복합발전시스템에 관한 것으로, 가스정제장치, 가스터빈연소기, 가스터빈, 고압스팀터빈, 저압스팀터빈, 및 열교환기를 포함하는 복합발전시스템에서, 공급되는 연료를 열분해 및 가스화하여 생성된 가스화 가스를 가스정제장치로 이동시키는 하강관; 하강관에서 가스화 되지 않은 잔여 촤를 연소시켜 발생되는 고압의 연소가스는 가스정제장치로 이동시키고, 잔여 촤 중에서 연소되지 않은 잔여 촤는 다시 하강관으로 순환시키는 상승관; 및 상승관에서 발생되는 연소열을 이용하여 고온의 스팀을 생성한 후 고압스팀터빈으로 이동시키는 수냉관을 포함하여, 고체연료의 이송 및 조절을 용이하게 하고, 또한 저온의 조업조건과 탈황 등의 환경친화적인 발전시스템을 제공하는 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전시스템이다.The present invention relates to a complex power generation system, and, in a complex power generation system including a gas purifier, a gas turbine combustor, a gas turbine, a high pressure steam turbine, a low pressure steam turbine, and a heat exchanger, gasification generated by pyrolysis and gasification of a supplied fuel A down pipe for moving gas to a gas purification device; A high pressure combustion gas generated by burning the residual gas which has not been gasified in the downcomer, is moved to the gas purifier, and the uncombusted residual gas which is not combusted among the remaining gas is circulated back to the downcomer; And a water cooling pipe that generates high temperature steam by using the heat of combustion generated in the rising pipe and then moves it to a high pressure steam turbine to facilitate transport and control of the solid fuel, and also to operate in low temperature operating conditions and desulfurization. It is a complex power generation system using combustion and gasification in a pressurized circulation fluidized bed which provides a friendly power generation system.

Description

가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전 시스템{An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor}An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor

본 발명은 가압 순환유동층 가스화기를 이용한 복합 발전방식 시스템에 관한것으로, 상세하게는 연료의 가스화 및 연소를 단일 시스템에서 수행되도록 한 가압 순환유동층에서의 복합발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a complex power generation system using a pressurized circulating fluidized bed gasifier, and more particularly, to a combined power generation system in a pressurized circulating fluidized bed to perform gasification and combustion of fuel in a single system.

가압 순환유동층은, 상압 순환유동층이나 가압 기포유동층과 비교하여, 고압의 분위기에서 비교적 높은 유속으로 조업되는 반응기로서 고속의 기체와 비말동반되는 고체입자간의 긴밀한 접촉을 통하여 대규모의 여러 화학적, 물리적 반응을 수행하는 유동층 기술의 한 분야이다. 유동층 기술은 비교적 조업 온도가 낮아서(900℃이하), NOx의 생성이 적고, 로내 탈황이 가능하여 SOx의 배출도 억제할 수 있어, 별도의 탈황 또는 탈질 장치가 필요없는 환경친화적 발전방식이라 할 수 있다.The pressurized circulating fluidized bed is a reactor operated at a relatively high flow rate under a high pressure atmosphere compared to an atmospheric circulating fluidized bed or a pressurized bubble fluidized bed. One area of fluidized bed technology to perform. Fluidized bed technology has a relatively low operating temperature (below 900 ℃), produces little NOx, can desulfurize in the furnace, and can suppress SOx emissions, making it an environmentally friendly power generation method that does not require a separate desulfurization or denitrification system. have.

가압 순환유동층은 상압 순환유동층 및 가압 기포유동층에 비해 한 단계 발전된 형태로서 그 적용 및 응용은 순환유동층 연소로의 공정을 가압 분위기에서 운전함으로써, 증기터빈의 구동은 물론 고압의 배가스를 이용한 가스터빈 구동도 수행함으로써, 대용량 고효율의 복합발전을 행하는 장점을 가지고 있다.The pressurized circulating fluidized bed is a step up from the atmospheric circulating fluidized bed and the pressurized bubble fluidized bed. The application and application of the pressurized circulating fluidized bed is performed by operating the process of the circulating fluidized bed combustor in a pressurized atmosphere. In addition, it has the advantage of performing a large capacity, high efficiency complex power generation.

그러나, 가압 순환유동층 연소로를 복합발전에 이용할 경우에는 가스터빈으로 유입되는 배가스의 온도가 유동층 조업 온도인 900℃ 이하로 운전되어야 하고, 연소에 의한 팽창이 없어 가스터빈의 효율을 낮추는 결과를 가져온다. 이러한 문제를 해결하기 위해 보조 연료를 사용하여 가스터빈에서의 온도를 1200℃ 이상으로 유지한다든지, 또는 별도의 가스화 공정을 두어 일부 가스화 생성가스를 이용하여 가스터빈의 효율을 높이는 방법을 도모하고 있다.However, when the pressurized circulating fluidized bed combustor is used for combined power generation, the temperature of the flue-gas flowing into the gas turbine should be operated below 900 ° C, the fluidized bed operation temperature, and there is no expansion due to combustion, resulting in lower efficiency of the gas turbine. . In order to solve this problem, the auxiliary fuel is used to maintain the gas turbine temperature above 1200 ° C, or a separate gasification process is used to improve the efficiency of the gas turbine using some gasification products. .

도1은 종래의 일반적인 가스화 및 가압연소기(가압 기포유동층)를 사용한 복합발전시스템의 구성도이다. 도1에 도시된 바와같이, 고온(1000℃이상), 고압(10~20기압)의 가스화기(10)에서 연료(28) 및 공기(32)를 공급받아 석탄의 가스화가 이루어지고, 미반응 고체연료(이하에서는 촤라 함)인 석탄의 잔여촤는 촤이송라인(30)을 따라 이동하여 가압 기포유동층 또는 기타 가압(10~20기압) 연소장치(12)에서 연소하여 반응한다. 가스화기(10) 및 연소장치(12)에서 생성된 고압의 가스화 생성가스 및 연소 배가스는 가스정제장치(14)를 지나 가스터빈 연소기(18)에서 연소 후 팽창하여 가스터빈(20)를 구동함으로써, 최종적으로 발전기(26)를 구동하여 전기를 생산한다.1 is a block diagram of a combined cycle power generation system using a conventional general gasification and pressure combustion (pressurized bubble fluidized bed). As shown in FIG. 1, the gas 28 is supplied with the fuel 28 and the air 32 from the gasifier 10 having a high temperature (more than 1000 ° C.) and a high pressure (10 to 20 atmospheres), and thus, coal is unreacted. Residual coal of coal, which is a solid fuel (hereinafter referred to as 촤), moves along the 송 transfer line 30 and reacts by burning in a pressurized bubble fluidized bed or other pressurized (10-20 atm) combustion device 12. The high-pressure gasification gas generated from the gasifier 10 and the combustion device 12 and the combustion flue gas are passed through the gas purification device 14 and expanded after combustion in the gas turbine combustor 18 to drive the gas turbine 20. Finally, the generator 26 is driven to produce electricity.

그리고, 가압 연소장치(12)에서 잔여촤의 연소반응이 일어나며, 이때 발생하는 열은 고압의 스팀 생성에 쓰이게 되고, 생산된 고압 스팀은 고압스팀터빈(24)을 구동함으로써, 발전기(26)를 구동하여 전기를 생성한다. 고압스팀터빈(24)를 구동시킨 스팀은, 가스터빈을 구동시킨 후 배출되는 고온의 가스로부터 열교환기(16)에서 열을 전달받아 다시 저압스팀터빈(22)를 구동하고, 이후 저압의 스팀은 다시 가압 연소기(12)로 순환된다. 한편, 열교환기(16)에서 열을 전달해주고 나오는 저온의 가스터빈 구동가스는 연돌(34)로 배출된다.Then, the residual combustion combustion occurs in the pressurized combustion device 12, and the heat generated at this time is used to generate high pressure steam, and the high pressure steam produced drives the high pressure steam turbine 24 to operate the generator 26. To generate electricity. The steam driving the high pressure steam turbine 24 receives the heat from the heat exchanger 16 from the hot gas discharged after driving the gas turbine, and drives the low pressure steam turbine 22 again. It is circulated back to the pressurized combustor 12. On the other hand, the low-temperature gas turbine drive gas that transfers heat from the heat exchanger 16 is discharged to the stack 34.

이러한, 일반적인 가스화 및 가압연소기(가압 기포유동층)를 이용하여 복합발전을 할 경우에는 가압 가스화기 및 가압 연소기를 개별적으로 갖추어야 하고, 이때 가스화기에서 연소기로의 잔여촤 이송 및 조절이 원할하지 못하다. 또한, 가스화기의 열량공급을 위해 가스화기 내로 공기(산소)를 주입하여 부분 연소열을 이용해야 하며, 이때 가스화 생성가스의 열량이 낮아지는 결과가 야기된다.In the case of the combined power generation using such a general gasification and pressurized combustion (pressurized bubble fluidized bed), the pressurized gasifier and the pressurized combustor must be separately provided, and the residual transfer and control of the gasifier to the combustor is not desired. In addition, in order to supply heat of the gasifier, air (oxygen) must be injected into the gasifier to use partial combustion heat, and this results in a lower heat amount of the gasification product gas.

미국특허 US5,601,788, US5,911,201, US6,101,983에는 이러한 일반적인 가압 순환유동층을 이용한 스팀 발전방식과 복합발전방식, 그리고 카보나이저(가스화기)를 이용한 복합발전방식 등이 기술되어 있다. 이러한 특허에서는 가압 순환유동층 단독형태의 스팀터빈 발전방식이거나, 가압 상태의 연소공기를 이용한 복합발전방식, 그리고 별도의 가스화기 일종인 카본나이저를 사용하고 있어, 운전 및 효율에 있어서 매우 제한적이다. 특히, 가스화기를 별도로 사용할 경우에는 고온에 따른 가스화기 재질 선정, 유지보수, 그리고 회재처리 등에서 어려움이 있으며, 또한 가스화기로부터 배출되는 잔여촤의 이송 및 연소로로의 공급 등이 상당히 까다롭다.US Pat. Nos. 5,601,788, US5,911,201, US6,101,983 describe a steam power generation method and a combined power generation method using such a general pressurized circulation fluidized bed, and a combined power generation method using a carbonizer (gasifier). In this patent, a steam turbine power generation system of a pressurized circulation fluidized bed type alone, a combined power generation system using pressurized combustion air, and a carbonizer, which is a kind of a separate gasifier, are used and are very limited in operation and efficiency. In particular, when the gasifier is used separately, it is difficult to select the gasifier material according to the high temperature, maintenance, and ash treatment, and the transfer of the residual gas discharged from the gasifier and the supply to the combustion furnace are very difficult.

본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스화 및 연소를 단일시스템에서 비교적 낮은 온도(900℃이하)에서 수행함으로써, 전체 공정의 단순화 및 직접화를 기하고, 이를통해 시스템의 안정화 및 발전 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art, by performing gasification and combustion at a relatively low temperature (less than 900 ℃) in a single system, to simplify and direct the entire process, thereby stabilizing the system And to improve power generation efficiency.

도1은 종래의 일반적인 가스화 및 가압연소기(가압 기포유동층)를 사용한 복합발전시스템의 구성도, 그리고1 is a block diagram of a hybrid power generation system using a conventional general gasification and pressurized combustion (pressurized bubble fluidized bed), and

도2는 본 발명에 따른 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a hybrid power generation system using combustion and gasification in a pressurized circulation fluidized bed according to the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing

14: 가스정제장치 16: 열교환기14: gas purification unit 16: heat exchanger

18: 가스터빈연소기 20: 가스터빈18: gas turbine burner 20: gas turbine

22: 저압스팀터빈 24: 고압스팀터빈22: low pressure steam turbine 24: high pressure steam turbine

40: 상승관 42: 하강관40: riser 42: downcomer

44: 사이클론 46: 수냉관44: cyclone 46: water cooling tube

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연료의 가스화가 이루어지는 영역인 하강관과 연료의 연소가 이루어지는 영역인 상승관을 순환고리식으로 일체화하여, 하강관에서는 연료의 가스화를 통한 고압의 가스화 생성가스를 생성하여 가스터빈을 구동하는 데 사용되고, 미전환된 잔여촤는 상승관에서 연소하여 보일러 수냉관으로의 열전달을 통해 스팀을 생성함으로써 스팀터빈을 구동함과 동시에 상승관에서 생성된 고압의 배가스는 고압의 가스화 생성가스와 더불어 가스터빈을 구동하는 데 사용되도록 한 가압 순환유동층 에서의 연소 및 가스화기를 이용한 복합발전시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention integrates a descending pipe, which is a gas gasification region, and a rising pipe, which is a fuel combustion region, in a circulating ring type, and in the downpipe, a high-pressure gasification product gas through gasification of fuel. Is used to drive the gas turbine, and the unconverted residual is burned in the riser to generate steam through heat transfer to the boiler water cooling tube to drive the steam turbine and at the same time the high pressure flue gas generated in the riser The present invention provides a combined power generation system using combustion and gasifiers in a pressurized circulation fluidized bed which is used to drive gas turbines together with high-pressure gasification product gases.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a hybrid power generation system using combustion and gasification in a pressurized circulation fluidized bed according to the present invention.

도2에 도시된 바와같이, 본 발명의 가압 순환유동층 연소 및 가스화 복합발전 시스템은 가압 순환유동층 연소 및 가스화기(50), 가스정제장치(14), 열교환기(16), 고압가스터빈(20), 고압스팀터빈(24) 및 저압스팀터빈(22) 등으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the pressurized circulating fluidized bed combustion and gasification combined cycle power generation system of the present invention includes a pressurized circulating fluidized bed combustion and gasifier 50, a gas purifier 14, a heat exchanger 16, and a high pressure gas turbine 20. ), A high pressure steam turbine 24 and a low pressure steam turbine 22.

가압 순환유동층 연소 및 가스화기(50)는 연료의 가스화가 이루어지는 영역인 하강관(42)과 연료의 연소가 이루어지는 영역인 상승관(40)으로 구성되어 있으며, 연료(28)는 하강관(42)로 투입되어 가스화(열분해) 반응을 일으킨 후, 다시 상승관(40)으로 이동하여 연소반응을 일으키고, 다시 하강관(42)에서 가스화를 반복하는 순환고리를 형성하고 있다. 하강관(42)에서 생성된 가스화 생성가스는 하강관(42) 상부로 배출되어 가스정제장치(14)를 지나 가스터빈연소기(18)에서 연소 팽창하여 가스터빈(20)을 구동한다. 또한, 상승관(40)에서 생성된 고압의 배가스는 상승관(40)의 상부 및 사이클론(44)을 거쳐 가스정체장치(14)로 유입되며, 가스화 생성가스와 함께 연소기(18)를 거쳐 가스터빈(20)을 구동한다.The pressurized circulating fluidized bed combustion and gasifier 50 is comprised of the downcomer 42 which is the area | region where fuel gasification takes place, and the uprising pipe | tube 40 which is the area | region where fuel burns, and the fuel 28 is the downcomer pipe 42 ), And then gasification (pyrolysis) reaction, and then moves to the riser 40 again to cause a combustion reaction, and again forming a circulation loop to repeat the gasification in the downcomer 42. The gasification product gas generated in the downcomer 42 is discharged to the upper portion of the downcomer 42 and passes through the gas purifier 14 to be burned and expanded in the gas turbine combustor 18 to drive the gas turbine 20. In addition, the high-pressure exhaust gas generated in the riser 40 is introduced into the gas retention device 14 through the upper portion of the riser 40 and the cyclone 44, and passes through the combustor 18 together with the gasification product gas. The turbine 20 is driven.

한편, 상승관에서의 잔여촤 연소에 의한 연소열은 수냉관(46)으로의 열전달을 통해 고압의 스팀을 생성하여 고압 스팀터빈(24)을 구동한다. 그리고, 고압 스팀터빈(24)을 거친 고압의 스팀은 가스터빈(20)을 구동하고 배출되는 고온의 가스로부터 열교환기(16)에서 열량을 공급받아 저압 스팀터빈(22)을 구동한다.On the other hand, the heat of combustion due to residual combustion in the riser generates high pressure steam through heat transfer to the water cooling tube 46 to drive the high pressure steam turbine 24. In addition, the high pressure steam passing through the high pressure steam turbine 24 drives the gas turbine 20 and receives heat from the heat exchanger 16 from the high temperature gas discharged to drive the low pressure steam turbine 22.

이러한 구성을 갖는 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전시스템에서 가압 순환유동층 연소 및 가스화기(50)의 작용을 좀더 구체적으로 설명한다.The operation of the pressurized circulation fluidized bed combustion and gasifier 50 in the combined power generation system using combustion and gasification in the pressurized circulation fluidized bed having such a configuration will be described in more detail.

연료의 열분해 및 가스화는 하강관으로의 석탄 투입과 비기계적 밸브 내의 유동가스를 고온 스팀으로 사용하여 수행된다. 이로써, 불필요한 가스의 생성이 방지되고, 중열량 가스의 생성이 가능하다.Pyrolysis and gasification of the fuel are carried out using coal input into the downcomer and the flowing gas in the non-mechanical valve as hot steam. Thereby, generation | occurrence | production of unnecessary gas is prevented and generation | generation of heavy calorific gas is possible.

하강관에서의 연료의 열분해 및 가스화를 통한 중열량 가스의 생성 후의 잔여 촤는 비기계적 밸브를 통해 가압 순환유동층의 상승관으로 순환된다. 여기서, 비기계적 밸브는 루프시일(loopseal), 시일포트(sealpot), 엘-밸브(L-valve), 제이-밸브(J-valve) 등이 사용된다. 따라서, 잔여 촤의 이송 및 조절이 원할하게 이루어진다. 상승관에서의 잔여 촤는 연소반응을 일으키고, 이때 발생되는 연소열은 고온의 스팀을 생성함으로써, 연소 및 가스화 공정이 단일시스템에서 안정적으로 수행된다.The residual shock after generation of heavy calorific gas through pyrolysis and gasification of the fuel in the downcomer is circulated through the non-mechanical valve to the upcomer of the pressurized circulation fluidized bed. Here, the non-mechanical valve may be a loop seal, a seal pot, an L-valve, a J-valve, or the like. Thus, the transfer and adjustment of the residual shocks is made smoothly. Residual shock in the riser causes a combustion reaction, and the heat of combustion generated here produces hot steam, so that the combustion and gasification processes are performed stably in a single system.

하강관에서의 연료의 가스화에 필요한 열량은 연료 입자 및 층물질의 계속적 순환으로 보충되며, 따라서 하강관에서 별도의 부분연소를 위한 공기 공급 및 외부 가열이 필요하지 않다.The amount of heat required for gasification of the fuel in the downcomer is supplemented by the continuous circulation of fuel particles and layered material, thus eliminating the need for an air supply and external heating for separate partial combustion in the downcomer.

하강관에서 생성된 가스화 생성가스는 상승관에서 배출되는 배가스와 함께 가스터빈으로 유입되어 연소 팽창되며, 이때 적절한 온도 상승(1200~1300℃)을 가진다.The gasification product gas generated in the downcomer flows into the gas turbine and is expanded by combustion with the exhaust gas discharged from the upcoming tube, and has an appropriate temperature rise (1200 to 1300 ° C).

이상의 구성 및 작용을 갖는 본 발명에 따른 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화기를 이용한 복합발전시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the combined power generation system using the combustion and gasifier in the pressurized circulation fluidized bed according to the present invention having the above configuration and action are as follows.

종래의 가스화기 및 연소기의 운영에 있어서 문제점이었던 연료 및 고체촤의 투입 및 조절이 용이하여 운전의 안정화를 이룰 수 있고, 단일 장치를 사용함으로써 소요부지를 최소할 할 수 있다.Fuel and solid fuel, which has been a problem in the operation of the conventional gasifier and the combustor, can be easily added and regulated to stabilize the operation, and the required site can be minimized by using a single device.

또한, 가압 순환유동층 장치를 이용하여 가스화 및 연소를 반복 순환하게 함으로써 가스화에 필요한 열량공급을 가열된 고체 순환에 의해 단일 장치 내에서 할 수 있다. 그 결과, 가스화 영역 내에서 불필요한 공기 공급을 제한할 수 있어 가스화 생성가스의 열량을 높일 수 있다. 또한, 가스화 생성가스는 고압의 비교적 낮은 온도의 연소 배가스와 함께 가스터빈 구동시 연소 후 팽창의 보조 연료로 사용할 수 있어 가스터빈의 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, by repeatedly circulating gasification and combustion using a pressurized circulation fluidized bed apparatus, the heat supply required for gasification can be provided in a single apparatus by heated solid circulation. As a result, unnecessary air supply can be restricted in the gasification region, and the amount of heat of the gasification product gas can be increased. In addition, the gasification product gas can be used as a secondary fuel of the post-combustion expansion when the gas turbine is driven together with the high pressure relatively low temperature combustion exhaust gas, thereby increasing the efficiency of the gas turbine.

그리고, 복합발전 시스템 내의 가압 순환유동층 장치의 도입은 비교적 낮은 온도에서 조업이 이루어지고, 로내 탈황이 가능하기 때문에 NOx 및 SOx의 배출이 적어 매우 환경 친화적인 발전방식을 제공할 수 있다.In addition, the introduction of the pressurized circulating fluidized bed device in the hybrid power generation system is operated at a relatively low temperature, and since the desulfurization in the furnace is possible, it is possible to provide a very environmentally friendly power generation method with low emissions of NOx and SOx.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시 할 수 있는 다양한 형태의 변형례들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all variants of various forms that can be implemented without departing from the technical idea.

Claims (5)

(정정) 연소가스를 정제하는 가스정제장치, 상기 가스정체장치로부터의 정제된 연소가스를 연소시키는 가스터빈연소기, 상기 가스터빈연소기의 연소 및 팽창에 의해 구동되는 고압가스터빈, 고압의 스팀에 의해 구동되는 고압스팀터빈, 저압의 스팀에 의해 구동되는 저압스팀터빈, 및 상기 고압가스터빈에서 배출되는 고온의 가스의 열에 의해 저압의 스팀을 고압의 스팀으로 변화시키는 열교환기를 포함하는 복합발전시스템에 있어서,(Correction) by a gas purifier for purifying combustion gas, a gas turbine combustor for combusting the purified combustion gas from the gas stabilization device, a high pressure gas turbine driven by the combustion and expansion of the gas turbine combustor, and high pressure steam In a hybrid power generation system including a high pressure steam turbine driven, a low pressure steam turbine driven by low pressure steam, and a heat exchanger for converting low pressure steam into high pressure steam by heat of a high temperature gas discharged from the high pressure gas turbine. , 연료가 공급되면 열분해 및 가스화하여, 생성된 가스화 가스를 상기 가스정제장치로 이동시키는 하강관;A downcoming pipe for pyrolysis and gasification when fuel is supplied to move the generated gasification gas to the gas purification apparatus; 공기가 공급되어 상기 하강관에서 가스화 되지 않은 잔여 촤를 연소시켜, 발생되는 고압의 연소가스는 상기 가스정제장치로 이동시키고, 잔여 촤 중에서 연소되지 않은 잔여 촤는 다시 상기 하강관으로 순환시키는 상승관;Air is supplied to combust the remaining gas which has not been gasified in the downcomer, and the high pressure combustion gas is transferred to the gas purifier, and the remaining gas which has not combusted out of the remaining gas is circulated back to the downcomer. ; 상기 상승관과 하강관 사이에 설치되어, 상기 상승관에서 발생된 배가스가 상기 가스정제장치로 이동하기 위하여 통과하며, 상기 상승관에서 남은 잔여 촤가 상기 하강관으로 순환하기 위해 통과하는 사이클론; 및,A cyclone installed between the ascending pipe and the descending pipe, and the exhaust gas generated in the rising pipe passes to move to the gas purification device, and a residual shock remaining in the rising pipe passes to circulate to the descending pipe; And, 상기 상승관에서 발생되는 연소열을 이용하여 고온의 스팀을 생성한 후, 상기 고온의 스팀이 상기 고압스팀터빈으로 이동되도록 하고, 상기 고압스팀터빈을 통과한 저압화된 스팀이 상기 열교환기에서 압력이 높아진 후, 상기 저압스팀터빈을 구동하며, 상기 저압스팀터빈으로부터의 저압 스팀이 다시 받아들여지도록 하는 스팀발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전시스템.After the high temperature steam is generated using the combustion heat generated in the riser, the high temperature steam is moved to the high pressure steam turbine, and the low pressure steam passing through the high pressure steam turbine has a pressure in the heat exchanger. And a steam generating means for driving the low pressure steam turbine and receiving low pressure steam from the low pressure steam turbine after being raised. (정정) 제1항에 있어서,(Correction) The method according to claim 1, 상기 하강관의 잔여 촤를 상기 상승관으로 이동시키기 위해, 상기 하강관과 상승관 사이에는 루프시일(loopseal), 시일포트(sealpot), 엘-밸브(L-valve) 또는 제이-밸브(J-valve) 중에서 선택된 어느 하나인 비기계적 밸브가 더 포함된 것을 특징으로 하는 가압 순환유동층에서의 연소 및 가스화를 이용한 복합발전시스템.A loop seal, a seal pot, an L-valve, or a J-valve may be disposed between the downcoming pipe and the upcoming pipe to move the remaining shock of the downcoming pipe into the upcoming pipe. The combined cycle system using combustion and gasification in the pressurized circulation fluidized bed, characterized in that it further comprises a non-mechanical valve selected from the group. (삭제)(delete) (삭제)(delete) (삭제)(delete)
KR10-2001-0067260A 2001-10-30 2001-10-30 An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor KR100441943B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0067260A KR100441943B1 (en) 2001-10-30 2001-10-30 An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0067260A KR100441943B1 (en) 2001-10-30 2001-10-30 An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030035276A KR20030035276A (en) 2003-05-09
KR100441943B1 true KR100441943B1 (en) 2004-07-27

Family

ID=29567114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0067260A KR100441943B1 (en) 2001-10-30 2001-10-30 An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100441943B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8528343B2 (en) * 2008-01-07 2013-09-10 General Electric Company Method and apparatus to facilitate substitute natural gas production

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4470255A (en) * 1980-08-18 1984-09-11 Fluidised Combustion Contractors Limited Power generation plant
US4538549A (en) * 1982-03-15 1985-09-03 Studsvik Energiteknik Ab Fast fluidized bed boiler and a method of controlling such a boiler
JPH06212997A (en) * 1993-01-21 1994-08-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gasification power generation plant
US5765365A (en) * 1993-03-15 1998-06-16 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Coal gasification power generator
KR20000057519A (en) * 1996-12-13 2000-09-25 스죄호름 안네떼 A combustion plant and a method of combusting a fuel
KR20020031728A (en) * 2000-10-23 2002-05-03 이종훈 Multi - electric generating system and method using middle temperature collector

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4470255A (en) * 1980-08-18 1984-09-11 Fluidised Combustion Contractors Limited Power generation plant
US4538549A (en) * 1982-03-15 1985-09-03 Studsvik Energiteknik Ab Fast fluidized bed boiler and a method of controlling such a boiler
JPH06212997A (en) * 1993-01-21 1994-08-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gasification power generation plant
US5765365A (en) * 1993-03-15 1998-06-16 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Coal gasification power generator
KR20000057519A (en) * 1996-12-13 2000-09-25 스죄호름 안네떼 A combustion plant and a method of combusting a fuel
KR20020031728A (en) * 2000-10-23 2002-05-03 이종훈 Multi - electric generating system and method using middle temperature collector

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030035276A (en) 2003-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4243919B2 (en) Fuel gasification system
US4602573A (en) Integrated process for gasifying and combusting a carbonaceous fuel
US5771677A (en) Combined cycle power plant with integrated CFB devolatilizer and CFB boiler
AU2009296541B2 (en) Combustion system with steam or water injection
KR0164586B1 (en) Method and apparatus for reducing emission of n2o when burning nitrogen containing fuels in fluidized bed reactors
JP2018095512A (en) System for supplying hydrogen-containing fuel, thermal power plant, combustion unit, and method for remodeling the combustion unit
KR20030031909A (en) Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation
AU2009296549B2 (en) Transient operation of oxy/fuel combustion system
US5236354A (en) Power plant with efficient emission control for obtaining high turbine inlet temperature
EP0698763B1 (en) Circulating fluidized bed repowering to reduce SOx and NOx emissions from industrial and utility boilers
JP4400467B2 (en) Method and apparatus for burning hydrous waste
CN114034028A (en) Low-calorific-value coal circulating fluidized bed staged combustion system
JP2011220541A (en) Boiler facility
KR20000057519A (en) A combustion plant and a method of combusting a fuel
JP2009174392A (en) Biomass gasified gas power generation system
JP5535732B2 (en) Boiler equipment
KR100441943B1 (en) An Integrated Combined Cycle System using Coal Combustion and Gasification in a Pressurized Circulating Fluidized Bed Reactor
JP6388555B2 (en) Biomass gasification system and boiler equipment using the same
JPS63140805A (en) Gasification apparatus for biomass fuel gasification compound power generation
CA2733103A1 (en) Convective section combustion
JPH05340509A (en) N2 and nox reducing method in fluidized bed combustion
JP5812575B2 (en) Boiler equipment
KR102232107B1 (en) Pressurized oxyfuel combustion boiler
JPH0552316A (en) Method of reducing nox in circulation type fluidized bed boiler
JPH06212997A (en) Gasification power generation plant

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130716

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140716

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150715

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170717

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 16