KR19990071980A

KR19990071980A - PFBC Power Plant

Info

Publication number: KR19990071980A
Application number: KR1019980704271A
Authority: KR
Inventors: 로이네 브렌슈트룀; 안데르스 뢰프그렌; 디르크 빈후이첸
Original assignee: 스외홀름 안네테스외홀름 안네테; 아베베 카본 아베
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1999-09-27
Also published as: JP2000502160A; SE509987C2; SE9504431L; SE9504431D0; WO1997021913A1; EP0866914A1

Abstract

피에프비씨 파워 플랜트는 압축 유동층내에 분체형 연료의 연소를 위한 연소실(1)이 들어있는 압력용기(2), 및 연소에 의해 생성된 연도가스의 경로에 연속적으로 위치된 적어도 두 개의 가스터빈(14,20)을 포함한다. 피에프비씨 파워 플랜트는 또한 두 가스터빈사이의 연도가스경로내에 위치된 챔버(23)에 연료를 공급하기 위한 연료공급설비(9 내지 11), 및 제 1 가스터빈(14)내에서 팽창된 연도가스가 제 2 가스터빈(20)으로 공급되기 전에 연도가스의 온도를 상승시키기 위하여 버너로부터 생성된 고온가스를 연도가스와 혼합하기 위한 챔버내의 연료의 연소를 위한 버너(35)를 포함한다.The CFBC power plant comprises a pressure vessel (2) containing a combustion chamber (1) for the combustion of powdered fuel in a compressed fluidized bed, and at least two gas turbines continuously located in the path of the flue gases produced by the combustion. 14,20). The CFBC power plant is also equipped with fuel supply facilities 9-11 for fueling the chamber 23 located in the flue gas path between the two gas turbines, and the expanded flue in the first gas turbine 14. A burner 35 for combustion of fuel in the chamber for mixing hot gas generated from the burner with the flue gas to raise the temperature of the flue gas before the gas is supplied to the second gas turbine 20.

Description

PFBC Power Plant

이러한 종류의 파워 플랜트는 예로서 본 출원인의 스웨덴 특허 469 039 호를 통하여 공지되어 있고, 피에프비씨 플랜트의 이점은 연료가 대기압 조건하에서 유동층내에서 연소되는 다른 타입의 플랜트와 비교하여 생성되는 유용한 파워와 관련하여 플랜트의 부피가 작다는 것이다. 더나아가, 피에프비씨 플랜트는 효율이 높고, 그 연소가 환경적 경제적 관점에서 이점이 있는 조건하에서 이루어진다.This kind of power plant is known by way of example through the Swedish patent 469 039 of the applicant, and the advantage of the FBC plant is the useful power produced in comparison with other types of plants where fuel is combusted in a fluidized bed under atmospheric conditions. In connection with this, the volume of the plant is small. Furthermore, the FBC plant is highly efficient and the combustion takes place under conditions that are advantageous from an environmental and economic point of view.

하지만, 피에프비씨 기술이 처해 있는 문제점은 피에프비씨 파워 플랜트가 제어가 어렵다는 것이고, 특히 고온 유동층내에 포함되는 다량의 에너지에 의존하며, 부하의 신속한 변화가 요구될 때 용이하게 대응하지 못할 수도 있다는 문제점이 있다.However, the problem with FBC technology is that the FBC power plant is difficult to control, especially depending on the large amount of energy contained in the hot fluidized bed, and may not be able to respond easily when a rapid change in load is required. There is a problem.

고효율에도 불구하고, 특히 부분부하 동작에서 효율이 더욱 증대될 것이 소망되며, 이러한 파워 플랜트의 제어능력을 향상시키기 위한 수단을 제공하는 것이 소망된다.Despite the high efficiency, it is desired to further increase the efficiency, especially in partial load operation, and to provide a means for improving the controllability of such a power plant.

플랜트의 효율의 증대에 대한 제안은 특히 스웨덴 특허공고 SE 8704075-4 등에 개시되어 있으며, 유동층으로부터 오는 연도가스가 유동층의 상류에 위치한 가스터빈에 공급되기 전에 연도가스의 온도를 상승시키는 것에 관한 것이다. 피에프비씨 파워 플랜트의 유동층 화학반응으로는 약 850 내지 950℃를 초과하는 온도의 연도가스를 얻으면서 동시에 어떤 연료라도 즉시 연소할 수 있는 것은 아니며, 원리적으로 이 온도는 추진가스(즉, 연도가스)가 상류에 위치한 가스터빈에 도달할 때 갖는 온도이다. 하지만, 터빈의 파워는 추진가스의 온도가 증가함에 따라 현저하게 증가하며, 이는 더욱 높은 가스온도를 얻는 것을 소망하게 하며, 가장 바람직한 것은 1200 내지 1500℃의 범위안에 있는 것이 소망된다. 이것은 상류에 위치된 가스터빈의 연도가스경로내의 상류에 소위 토핑(topping)연소실을 설치함으로써 실현되고, 토핑연소실에는 연료가 공급되어 연소되며 한편 연도가스가 가스터빈에 도달하기 전에 연도가스의 온도를 상승시키기 위하여 연소에 의해 생성된 고온가스를 연소가스와 혼합한다.Suggestions for increasing the efficiency of the plant are described in particular in Swedish patent publication SE 8704075-4, which relates to raising the temperature of the flue gas before the flue gas from the fluidized bed is fed to the gas turbine located upstream of the fluidized bed. Fluidized bed chemistries of a FBC power plant are not able to produce any flue gas at temperatures in excess of about 850 to 950 ° C. and at the same time burn any fuel immediately; Is the temperature at which the gas reaches the gas turbine located upstream. However, the power of the turbine increases significantly as the temperature of the propellant gas increases, which makes it desirable to obtain higher gas temperatures, most preferably in the range of 1200 to 1500 ° C. This is achieved by installing a so-called topping combustion chamber upstream of the flue gas path of the gas turbine located upstream, where the topping combustion chamber is fueled and combusted while the flue gas is heated before the flue gas reaches the gas turbine. The hot gas produced by combustion is mixed with the combustion gas to raise it.

연도가스는 상류에 위치된 가스터빈내에서 팽창되어 온도가 하강한다. 그 후 이들 가스는 더욱 더 팽창되기 위하여 그리고 연도가스로부터 에너지를 더욱 회수하기 위하여 상기한 제 2 가스터빈에 공급된다. 다음에 고압가스터빈은 유용한 에너지를 생성하기 위한 제너레이터와 유동층을 가압하기 위한 컴프레서를 구동시킬 수도 있고, 한편 제 2 가스터빈은 유동층을 가압하는 전술한 컴프레서를 위한 공기를 미리 압축하기 위하여 단지 하나의 컴프레서만을 구동시킬 수 있다.Flue gas expands in the gas turbine located upstream and the temperature drops. These gases are then supplied to the second gas turbine described above to expand further and further recover energy from the flue gas. The high pressure gas turbine may then drive a generator for generating useful energy and a compressor for pressurizing the fluidized bed, while the second gas turbine is only one to pre-compress the air for the aforementioned compressor for pressurizing the fluidized bed. Only the compressor can be driven.

본 발명은 분체형 연료를 압축유동층에서 연소하기 위한 연소실이 들어있는 압력용기, 및 연소에 의해 생성된 연도가스의 경로내에 연속적으로 위치되어 있는 적어도 두 개의 가스터빈을 포함하는 피에프비씨 파워 플랜트에 관한 것이다.The present invention relates to a FBC power plant comprising a pressure vessel containing a combustion chamber for combusting powdered fuel in a compressed fluidized bed, and at least two gas turbines located continuously in the path of the flue gases produced by the combustion. It is about.

첨부도면을 참조하며, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예로서 설명된다.Reference is made to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are described by way of example.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 복합 가스 증기 사이클(증기사이클은 도시되지 않음)을 가지는 피에프비씨 파워 플랜트를 도시하는 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a FBC power plant having a complex gas vapor cycle (steam cycle not shown) according to a preferred embodiment of the present invention.

(본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명)Detailed Description of the Preferred Embodiments of the Invention

첨부도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 피에프비씨 파워 플랜트(즉, 압축 유동층내에 분체형 연료의 연소를 위한 플랜트)는 도 1 에 개략적으로 도시되어 있고, 약 10⁴m³의 체적을 가질 수 있고 예로서 약 16 bar로 가압될 수 있는 용기(2)내에 들어 있는 연소실(1)을 포함한다. 연소실(1)을 가압하기 위한 그리고 연소실 내의 유동층(4)을 유동화(fluidising)하기 위한 압축공기(3)가 압력용기에 공급된다. 압축공기는, 연소실내에 들어 있는 유동층을 유동화하기 위하여 연소실의 바닥에 개략적으로 도시된, 유동화노즐(5)을 통하여 연소실에 공급된다. 유동층은 유동층재료, 과립 형상의 흡수제, 및 분체형 연료(바람직하게는 분쇄된 카본)로 이루어지며, 유동층내에 공급되는 유동화공기내에서 연소된다. 유동층으로부터의 연소가스(이하, 연도가스로 칭한다.)는 예로서 고압용 고온여과기로 구성된 정화장치(6)와 중간차단벨브(7)를 통하여 토핑연소실(8)로 공급된다. 가연가스는 또한 공지의 가스화장치(10)로부터 고온여과기(11)를 통과하여 도관(9)을 통하여 토핑연소실(8)로 공급된다. 가연가스는 고압컴프레서(13)로부터 도관(12)을 통하여 제공되는 압축공기와 함께 토핑연소실(8)내에서 버너(34)에 의해서 연소되고, 연소실(1)로부터 오는 연도가스의 온도를 상승시키기 위하여 연도가스와 혼합되며, 그래서 토핑연소실을 떠나는 이들 가스는 고압터빈방식의 제 1 가스터빈(14)을 추진하기 위한 추진가스로서 적절한 온도(1200 내지 1500℃)를 갖는다. 연소가스 내지 연도가스의 온도는 토핑연소실을 통과하면서 약 850 내지 950℃로부터 약 1200 내지 1500℃로 상승된다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The FBC power plant (ie, the plant for the combustion of the powdered fuel in the compressed fluidized bed) is schematically shown in FIG. 1 and may have a volume of about 10 ⁴ m ³ and may be pressurized to about 16 bar as an example. Combustion chamber 1 contained in a receptacle 2. Compressed air 3 is supplied to the pressure vessel for pressurizing the combustion chamber 1 and for fluidizing the fluidized bed 4 in the combustion chamber. Compressed air is supplied to the combustion chamber through a fluidization nozzle 5, schematically shown at the bottom of the combustion chamber, for fluidizing the fluidized bed contained in the combustion chamber. The fluidized bed consists of fluidized bed material, granular absorbent, and powdered fuel (preferably pulverized carbon) and is burned in the fluidized air supplied into the fluidized bed. Combustion gas (hereinafter referred to as flue gas) from the fluidized bed is supplied to the topping combustion chamber 8 through a purification device 6 composed of, for example, a high-pressure high temperature filter and an intermediate shut-off valve 7. The combustible gas is also fed from the known gasifier 10 through the high temperature filter 11 and through the conduit 9 to the topping combustion chamber 8. The combustible gas is combusted by the burner 34 in the topping combustion chamber 8 together with the compressed air provided from the high pressure compressor 13 through the conduit 12 to raise the temperature of the flue gas coming from the combustion chamber 1. These gases, which are mixed with the flue gas in order to leave the topping combustion chamber, have an appropriate temperature (1200 to 1500 ° C) as a propellant gas for propelling the first gas turbine 14 of the high pressure turbine type. The temperature of the flue gas to flue gas rises from about 850 to 950 ° C. to about 1200 to 1500 ° C. while passing through the topping combustion chamber.

고압터빈과 고압컴프레서는 유용한 에너지가 발생되는 제너레이터(15)와 동일축상에 설치되어 있다. 고압컴프레서(13)는 또한 도관(12)이 분지되어 있는 도관(16)을 통하여 피에프비씨 연소실(1)에 압축공기를 보낸다. 중간차단벨브(17)는 고압컴프레서와 연소실(1)사이에 설치되어 있다. 중간차단벨브는 또한 가스화장치(10)내에서 가스화하기 위한 공기를 도관(18)을 통하여 보내며, 도관(18)에는 가스화장치내의 가스압력을 더욱 증가시키기 위하여 컴프레서(도시되어 있지 않음)가 설치되어 있으며, 그 이유는 가스화장치에 의해 보내어지는 가스흐름이 토핑연소실에 도달하는 연도가스흐름보다 더 높은 압력을 갖도록 하는 것이 소망되기 때문이며, 그러면 어떠한 주어진 압력조건에서도 가연가스가 토핑연소실 및/또는 재가열연소실(이하에서 설명됨)에 용이하게 제공될 수 있다. 액체 또는 고체 연료(본 실시예에서는 분체형 카본)가 가스화장치내에서 가스화되고, 공지된 부화학양론(sub-stoichometric)과정을 통하여 가연가스가 발생된다. 가스화장치(10)로부터 남아있는 연료는 연료관(19)을 통하여 연소실(1)내의 유동층(4)에 공급될 수도 있다. 이러한 방식으로 피에프비씨 유동층(4)보다 더 고압하에서 동작하는 별도의 가스화장치를 설치하는 이유는, 토핑연소실내에서 그리고 또한 이후에 설명하게 될 재가열연소실내에서 가스압력이 연소실의 압력보다 더욱 고압일 것이 단순히 필요하기 때문이고, 그래서 연도가스의 흐름을 조절할 수 있고 연도가스의 흐름을 이들 연소실내에 균일하게 분배할 수 있게 된다. 그래서, 가스화장치내(10)에서의 26 bar 의 압력이 피에프비씨 유동층에서의 16 bar 의 가능한 압력하에서 실현될 수 있다.The high pressure turbine and the high pressure compressor are installed on the same axis as the generator 15 where useful energy is generated. The high pressure compressor 13 also sends compressed air to the CFBC combustion chamber 1 through the conduit 16 where the conduit 12 is branched. The intermediate blocking valve 17 is provided between the high pressure compressor and the combustion chamber 1. The intermediate shut-off valve also sends air for gasification in the gasifier 10 through the conduit 18, which is equipped with a compressor (not shown) to further increase the gas pressure in the gasifier. The reason is that it is desired that the gas flow sent by the gasifier has a higher pressure than the flue gas flow reaching the topping combustion chamber, so that the flammable gas can be subjected to the topping combustion chamber and / or the reheating combustion chamber at any given pressure condition. Can be easily provided (described below). Liquid or solid fuels (powdered carbon in this embodiment) are gasified in the gasifier and combustible gases are generated through known sub-stoichometric processes. The fuel remaining from the gasifier 10 may be supplied to the fluidized bed 4 in the combustion chamber 1 via the fuel pipe 19. The reason for installing a separate gasifier that operates at higher pressures than the FBC fluidized bed 4 in this way is that the gas pressure in the topping combustion chamber and also in the reheating chamber, which will be described later, is higher than the pressure in the combustion chamber. It is simply necessary, so that the flue gas flow can be regulated and the flue gas flow can be evenly distributed in these combustion chambers. Thus, a pressure of 26 bar in the gasifier 10 can be realized under a possible pressure of 16 bar in the FBC fluidized bed.

도 1 에 도시된 피에프비씨 파워 플랜트는, 고압터빈(14)과 동일축(21)상에 설치된 중간압력터빈방식의 추가적인 가스터빈(20)을 지니기 때문에, 진보된 방식이다. 고압터빈(14)에서 팽창되어 온도가 하강된 가스는 도관(22)을 통하여, 재가열연소실 또는 재가열연소챔버로 불리우는 제 2 방(23)으로 공급된다. 재가열연소실(23)은, 토핑연소실(8)과 같은 방식으로, 도면에서 도관(24,25)으로 각각 도시되어 있는, 가스화장치(10)로부터 온 상기한 가연가스의 흐름 및 고압컴프레서(13)로부터 온 압축공기를 수용하며, 이것에 의하여 가연가스들이 버너(35)를 통하여 연소되며, 이렇게 생성된 고온가스들은, 도관(26)을 통하여 다시 중간압력터빈(20)에 보내지기 전에 연도가스의 온도를 상승시키기 위하여, 고압터빈으로부터의 연도가스와 혼합된다. 중간압력터빈(20)으로부터 나오는 파워는 이러한 방식으로 상당히 증가될 수 있다.The FBC power plant shown in FIG. 1 is an advanced method because it has an additional gas turbine 20 of the intermediate pressure turbine type installed on the same shaft 21 as the high pressure turbine 14. The gas, which has been expanded in the high-pressure turbine 14 and whose temperature has been lowered, is supplied through the conduit 22 to a second chamber 23 called a reheating combustion chamber or a reheating combustion chamber. The reheating combustion chamber 23 is in the same manner as the topping combustion chamber 8, in which the flow of the combustible gas and the high pressure compressor 13 from the gasifier 10, shown in the figure as conduits 24 and 25, respectively. Receives compressed air from which combustible gases are combusted through the burner 35, and the hot gases thus produced are passed through the conduit 26 before being sent back to the intermediate pressure turbine 20. In order to raise the temperature, it is mixed with the flue gas from the high pressure turbine. The power from the intermediate pressure turbine 20 can be increased significantly in this way.

중간압력터빈(20)에서 팽창된 연도가스는 저압터빈(27)에 보내어진다. 저압가스터빈의 인입구에는 바람직하게는 가이드 레일 링위에 제어가능한 안내날개와 같은 흐름조절장치(36)가 제공되고, 그래서 제 2 축의 회전수가 변할 수 있다. 저압터빈을 떠나는 배기 가스는 여전히 에너지를 가지고 있고, 이코노마이저(28)가 그 에너지를 처리할 수도 있다. 저압터빈(27)의 축(29)상에는 대기압의 공기가 여과기(31)를 통하여 공급되는 저압컴프레서(30)가 또한 설치되어 있다. 그래서, 저압컴프레서는 저압터빈에 의해 구동되며, 저압컴프레서의 인출구를 통하여 제 1 단계에서 압축된 공기를 고압컴프레서(13)에 제공한다. 중간냉각기(32)는 고압컴프레서(13)의 인입구에 공급되는 공기의 온도를 하강시키기 위하여 저압컴프레서와 고압컴프레서사이에 연결된다.Flue gas expanded in the intermediate pressure turbine 20 is sent to the low pressure turbine 27. The inlet of the low pressure gas turbine is preferably provided with a flow control device 36 such as a controllable guide vane on the guide rail ring, so that the rotation speed of the second axis can be varied. The exhaust gas leaving the low pressure turbine still has energy, and the economizer 28 may process that energy. On the shaft 29 of the low pressure turbine 27, there is further provided a low pressure compressor 30 through which air of atmospheric pressure is supplied through the filter 31. Thus, the low pressure compressor is driven by the low pressure turbine, and provides the high pressure compressor 13 with the air compressed in the first step through the outlet of the low pressure compressor. The intermediate cooler 32 is connected between the low pressure compressor and the high pressure compressor to lower the temperature of the air supplied to the inlet of the high pressure compressor 13.

더나아가, 파워 플랜트는, 도시되어 있지는 않지만 유동층(4)내에 잠겨있는 튜브(33)세트로 표시되어 있고, 유동층내에서 수행된 연소에 의해 발생되는 열을 흡수하기 위하여 튜브와 유동층재료사이에의 열교환부를 통하여 물이 순환하고 증발하며 과열되는 스팀터빈 측을 구비하고 있다.Furthermore, the power plant is represented by a set of tubes 33, which are not shown but immersed in the fluidized bed 4, between the tube and the fluidized bed material to absorb heat generated by the combustion performed in the fluidized bed. It is provided with a steam turbine side in which water circulates through the heat exchanger, evaporates, and is superheated.

그래서, 재가열연소실을 설치함으로써, 제 1 가스터빈으로부터 팽창되고 그 내부에서 온도가 하강된 연도가스로부터의 파워 출력은 상당히 증가될 수 있고, 파워 플랜트의 효율은 향상될 수 있다.Thus, by installing the reheating combustion chamber, the power output from the flue gas expanded from the first gas turbine and the temperature lowered therein can be significantly increased, and the efficiency of the power plant can be improved.

본 발명이 물론 전술한 바람직한 실시예에만 제한되지 않고 다양한 변형이 가능함은 당해기술 분야의 전문가에 있어서 본 발명의 기본적 사상을 벗어나지 않고도 분명하다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is, of course, not limited to the above-described preferred embodiments but can be variously modified without departing from the basic spirit of the invention.

예로서, 파워 플랜트는 단지 두 개의 가스터빈을 갖는 것, 즉 도 1 에 도시되어 있는 중간가스터빈이 생략되는 것이 가능하고, 그러면 재가열연소실은 저압가스터빈에 도달하기 위하여 고압가스터빈으로부터 오는 연도가스의 온도를 상승시킬 것이며, 이 경우에 그것은 전술한 것보다 더욱 고압을 가진 가스를 수용하고, 중간가스터빈으로 될 수도 있다.By way of example, a power plant may have only two gas turbines, ie the intermediate gas turbine shown in FIG. 1 may be omitted, and the reheating combustion chamber may then come from flue gas coming from the high pressure gas turbine to reach the low pressure gas turbine. It will raise the temperature of, in which case it contains a gas with a higher pressure than that described above, and may be an intermediate gas turbine.

본 발명에 따르는 피에프비씨 파워 플랜트는, 토핑연소실이 있는 경우에 재가열연소실 또는 챔버를 가지는 것이 매우 큰 이점이 있을 지라도, 토핑연소실을 갖는다는 것이 이점은 있지만 반드시 필요한 것은 아니다.The CFBC power plant according to the present invention has the advantage, but is not necessary, to have a topping combustion chamber, although having a reheating combustion chamber or chamber has a very large advantage in the presence of a topping combustion chamber.

물론, 소망한다면 전술한 실시예와 같이 두 개 이상의 가스터빈을 갖는 경우에 연도가스경로내에 나타나는 제 2 및 제 3 의 가스터빈 사이에 재가열연소실을 설치하는 것이 가능하다.Of course, if desired, it is possible to provide a reheating combustion chamber between the second and third gas turbines appearing in the flue gas path in the case of having two or more gas turbines as in the embodiment described above.

본 발명의 목적은 이러한 플랜트의 파워 생성을 제어하는 능력을 증대시키고 동시에 효율이 더욱 더 증대될 수 있는 전술한 타입의 피에프비씨 파워 플랜트를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a PCC power plant of the type described above, which can increase the ability to control the power generation of such plants and at the same time the efficiency can be further increased.

이러한 목적은 본 발명에 따르면, 두 가스터빈사이의 연도가스경로내에 위치된 챔버에 연료를 공급하기 위한 연료공급설비, 및 제 1 가스터빈내에서 팽창된 연도가스가 제 2 가스터빈으로 공급되기 전에 연도가스의 온도를 상승시키기 위하여 버너로부터 생성된 고온가스를 연도가스와 혼합하기 위하여 챔버내에서 연료의 연소를 위한 버너(35)를 포함하는 파워 플랜트를 제공함으로써 성취된다.This object is, according to the present invention, a fuel supply system for supplying fuel to a chamber located in a flue gas path between two gas turbines, and before the flue gas expanded in the first gas turbine is supplied to the second gas turbine. This is accomplished by providing a power plant comprising a burner 35 for combustion of fuel in the chamber to mix hot gas produced from the burner with the flue gas to raise the temperature of the flue gas.

두 가스터빈사이의 연도가스경로내에 재가열연소실을 설치함으로써, 제 2 가스터빈의 파워 생성은 상당히 증가될 수 있고, 그것에 의해서 파워 플랜트 전체의 총효율이 증대된다. 이러한 플랜트에서 재가열연소실에 연료의 공급을 제어함으로써 이것도 또한 제어되므로, 이 장치의 파워 생성을 제어하는 능력은 또한 증가될 수 있다.By installing the reheating combustion chamber in the flue gas path between the two gas turbines, the power generation of the second gas turbine can be significantly increased, thereby increasing the total efficiency of the entire power plant. Since this is also controlled by controlling the supply of fuel to the reheating combustion chamber in such a plant, the ability to control the power generation of the apparatus can also be increased.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 파워 플랜트에는 제 1 가스터빈의 상류로의 연도가스경로내에 설치된 토핑연소실이 제공되며, 그것에 의해 플랜트에 대한 제어 가능성과 그 효율은 특히 부분부하 동작에서 더욱 증가한다.According to a preferred embodiment of the present invention, such a power plant is provided with a topping combustion chamber installed in a flue gas path upstream of the first gas turbine, whereby the controllability and efficiency of the plant is further increased, in particular in partial load operation. do.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 연료공급설비는 액체 또는 고체 연료를 가스화하도록 채용되는 가스화장치, 및 연도가스를 재가열하기 위하여 연료로서 생성된 가연가스를 챔버에 공급하는 가연가스공급수단을 포함한다. 연료(즉, 가연가스)의 공급은 가스화장치와 같은 설비에 의해 용이하게 제어될 수 있다. 가스화장치가 연소실(특히, 재가열챔버)로부터 하류로의 연도가스경로내에서 연도가스의 압력보다 실질적으로 초과하는 압력을 갖는 가연가스를 발생시키도록 설치되는 것이 이점이 있고, 그 이유는 그것이 현재 존재하는 부하의 크기에 무관하게 최적의 조절을 자유롭게 해주기 때문이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the fuel supply facility includes a gasifier adapted to gasify a liquid or solid fuel, and combustible gas supply means for supplying the chamber with combustible gas generated as fuel to reheat the flue gas. do. The supply of fuel (ie combustible gas) can be easily controlled by a facility such as a gasifier. It is advantageous to have a gasifier installed in order to generate combustible gas having a pressure substantially greater than the pressure of the flue gas in the flue gas path downstream from the combustion chamber (especially the reheat chamber), for which it is present. This is because the optimum adjustment is freed regardless of the size of the load.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 파워 플랜트는 유동층을 가압하기 위한 압축공기를 발생시키도록 채용된 컴프레서를 포함하고, 그 컴프레서는 챔버에 공급된 연료의 연소를 위한 압축공기를 재가열을 위한 챔버에 제공하도록 채용되고, 이로써 재가열이 간단한 수단에 의해 보장된다.According to another preferred embodiment of the invention, the power plant comprises a compressor adapted to generate compressed air for pressurizing the fluidized bed, the compressor having a chamber for reheating the compressed air for combustion of the fuel supplied to the chamber. It is employed to provide, thereby reheating is ensured by simple means.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 파워 플랜트는 제 1 축상에 설치된 고압가스터빈, 및 고압가스터빈으로부터 하류로의 연도가스경로내에서 별도의 제 2 축상에 설치된 저압가스터빈을 포함하고, 그 고압가스터빈은 제 1 가스터빈을 형성한다. 가스터빈을 다른 축상으로 분리하는 것은 플랜트에 의해 공급되는 파워를 신속히 제어할 수 있는 가능성을 더욱 향상시키며, 이것은 예로서 저압가스터빈의 인출구에 제어가능한 안내날개와 같은 조절장치를 설치함으로써 수행된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the power plant comprises a high pressure gas turbine installed on a first axis, and a low pressure gas turbine installed on a separate second axis in a flue gas path downstream from the high pressure gas turbine. The high pressure gas turbine forms a first gas turbine. Separation of the gas turbine onto different axes further enhances the possibility of quickly controlling the power supplied by the plant, which is for example performed by installing a control device such as a controllable guide vane at the outlet of the low pressure gas turbine.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 제 2 가스터빈은 고압가스터빈으로 불리우는 제 1 가스터빈과 동일축상에 설치된 중간압력가스터빈에 의해 형성되고 제 2 가스터빈은 고압가스터빈이다. 제 2 가스터빈은 본 발명에 따르는 재가열챔버가 있음으로써 중간압력터빈을 수용하며, 플랜트에 의해 공급될 수도 있는 더욱 높은 파워에 기여할 수 있고, 여기서 파워는 중간가스터빈으로부터 하류로의 연도가스경로내에서 별도의 제 2 축상에 설치된 저압력가스터빈의 경우에 더욱 증가한다.According to a very preferred embodiment of the present invention, the second gas turbine is formed by an intermediate pressure gas turbine installed coaxially with the first gas turbine, called a high pressure gas turbine, and the second gas turbine is a high pressure gas turbine. The second gas turbine accommodates the intermediate pressure turbine by having a reheating chamber according to the invention and can contribute to the higher power that may be supplied by the plant, where the power is in the flue gas path downstream from the intermediate gas turbine. In the case of a low pressure gas turbine installed on a second, separate shaft, is further increased.

전술한 바람직한 실시예의 특징의 조합으로 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파워 플랜트는 제 1 가스터빈에 도달하는 연도가스의 온도수준을 최적 값까지 이동시키기 위한 앞에서 정의된 토핑연소실, 액체 또는 고체 연료를 가스화하도로 채용된 가스화장치, 및 연도가스를 재가열하기 위하여 연료로서 생성된 가연가스를 챔버에 공급하는 가연가스공급수단을 포함하고, 제 1 가스터빈은 제 1 축상에 설치되는 고압가스터빈이고, 플랜트는 제 2 축상에 그리고 연도가스경로내에서 고압가스터빈의 상류에 설치된 저압가스터빈을 더욱 포함하고, 그 저압가스터빈에는 인입구에 흐름조절장치가 제공되고, 그래서 제 2 축의 회전수가 변할 수도 있다. 확장된 부하범위에 걸쳐 고효율을 갖고 피에프비씨 파워 플랜트의 안정성(inertness)이 고려된 우수한 제어능력을 갖는 피에프비씨 파워 플랜트는 이러한 방식으로 성취된다. 실험에 따르면, 본 발명의 이러한 특징은 분당 5% 만큼의 부하변화를 가능하게 한다.According to a preferred embodiment of the present invention consisting of a combination of the features of the above-described preferred embodiments, the power plant comprises a topping combustion chamber, a liquid or a previously defined to move the temperature level of the flue gas reaching the first gas turbine to an optimum value. A gasifier employed to gasify the solid fuel, and combustible gas supply means for supplying combustible gas generated as fuel to the chamber for reheating the flue gas, wherein the first gas turbine is a high-pressure gas installed on a first shaft; Turbine, the plant further comprises a low pressure gas turbine installed upstream of the high pressure gas turbine on the second axis and in the flue gas path, the low pressure gas turbine being provided with a flow regulator at the inlet, so that the rotational speed of the second axis It may change. A PFC power plant with high efficiency over an extended load range and good controllability taking into account the inertness of the PF power plant is achieved in this way. Experiments show that this feature of the present invention allows for load changes as much as 5% per minute.

본 발명의 이점과 이점이 있는 특징은 다음의 설명과 다른 종속항으로부터 더욱 나타날 것이다.Advantages and advantageous features of the present invention will emerge from the following description and other dependent claims.

Claims

A pressure vessel (2) containing a combustion chamber (1) for the combustion of powdered fuel in a compressed fluidized bed, and at least two gas turbines (14, 20) continuously positioned in the path of the flue gas produced by the combustion. In the power plant comprising,

Fuel supply facilities (9 to 11) for supplying fuel to the chamber (23) located in the flue gas path between the two gas turbines, and flue gas expanded in the first gas turbine (14) is A burner 35 for combustion of fuel in the chamber for mixing hot gas generated from a burner with the flue gas to raise the temperature of the flue gas before being supplied to the second gas turbine 20. Featuring BC Power plant.

2. The fuel supply system (9) according to claim 1, wherein the fuel supply facilities (9 to 11) are adapted to gasify a liquid or solid fuel, and to supply the combustible gas produced as fuel to the chamber to reheat the flue gas. Power plant, characterized in that it comprises combustible gas supply means (9, 11).

3. Compressor (13) according to any one of the preceding claims, comprising a compressor (13) adapted to generate compressed air for pressurizing the fluidized bed (4),

And said compressor is adapted to provide said compressed air for combustion of fuel supplied to said chamber to said chamber (23) for reheating.

3. A compressor as claimed in claim 2, comprising a compressor (13) adapted to generate compressed air for pressurizing the fluidized bed (4),

And said compressor is adapted to also supply said compressed air to said gasifier (10) for gasifying a liquid or solid fuel.

3. The gasification apparatus (10) according to claim 2, wherein the gasifier (10) is employed to generate combustible gas having a pressure that essentially exceeds the pressure of the flue gas in the flue gas path downstream from the combustion chamber (1). PFBC power plant.

The gasification apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the topping combustion chamber (8) installed in the flue gas path upstream of the first gas turbine (14), and a gasifier employed to gasify liquid or solid fuel ( 10) and combustion to supply the combustible gas produced as fuel to the topping combustion chamber for combustion of combustible gas and to raise the temperature of the flue gas to an optimum level as a propellant gas for the first gas turbine 14. And a combustible gas supply means for mixing the hot gas generated from the flue gas with the flue gas.

7. A compressor as claimed in claim 6, comprising a compressor (13) adapted to generate compressed air for pressurizing the fluidized bed (4),

The compressor is further characterized in that it provides the compressed air for combustion of the combustible gas supplied to the topping combustion chamber to the topping combustion chamber (8).

8. The high pressure gas turbine (14) installed on the first shaft (21), and a second separate in the flue gas path from the high pressure gas turbine to the downstream. A low pressure gas turbine 27 installed on the shaft 29;

And the high pressure gas turbine forms the first gas turbine.

9. The FBC power plant according to claim 8, wherein the low pressure gas turbine (27) is provided with a flow control device (36) at the inlet, so that the rotation speed of the second shaft (29) can be varied. .

10. The gas turbine according to any one of claims 1 to 9, wherein the second gas turbine is formed by an intermediate pressure gas turbine 20 provided on the same shaft 21 as the first gas turbine 14, And said first gas turbine is a high pressure gas turbine.

The compressor (13) according to any one of claims 3 to 7, wherein the compressor (13) is installed on the same shaft (21) as the first gas turbine (14) and the first gas. A PPC power plant, characterized by being driven by a turbine (14).

12. The method of claim 3 or 7 and 8 or 9 or possibly 10 or 11, comprising a second compressor 30 (low pressure compressor),

The second compressor is installed on the same shaft 29 as the low pressure gas turbine 27 and is driven by the low pressure gas turbine 27 and is adapted to supply compressed air compressed in advance to the high pressure compressor 13. PFBC power plant, characterized in that.

13. The BCBC power plant according to any one of claims 8 to 12, wherein a generator 14 for drawing useful energy is provided on the shaft 21 of the first gas turbine. .