RU2335642C1 - Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной - Google Patents
Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335642C1 RU2335642C1 RU2007106296/06A RU2007106296A RU2335642C1 RU 2335642 C1 RU2335642 C1 RU 2335642C1 RU 2007106296/06 A RU2007106296/06 A RU 2007106296/06A RU 2007106296 A RU2007106296 A RU 2007106296A RU 2335642 C1 RU2335642 C1 RU 2335642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- hydrogen
- steam turbine
- oxygen
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
- F22G1/14—Steam superheating characterised by heating method using heat generated by chemical reactions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/005—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и предназначено для производства электроэнергии с использованием высокотемпературной паровой турбины с комбинированным, в том числе водородным топливом. Устройство содержит паровой котел, установку для паровой конверсии природного газа в водород, установку для получения кислорода из воздуха, высокотемпературный Н2/О2 пароперегреватель, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, утилизационный котел. Изобретение обеспечивает высокоэффективное непрерывное производство электроэнергии. 1 ил.
Description
Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии с использованием комбинированного органического и водородного топлива.
Известно устройство (Патент RU на полезную модель №30848 С2 от 10.10.2002 г.), содержащее паровой котел, Н2/O2-парогенератор, паровую и газопаровую турбину с электрогенераторами, систему генерации водорода и кислорода с использованием электролиза и систему их аккумулирования.
Его недостатком является то, что оно использует для получения Н2 и O2 электролизер, содержит две турбины и два электрогенератора, а газопаровая турбина на водородном топливе может работать только периодически с интервалом, необходимым для накопления водорода и кислорода в специальных установках.
Наиболее близким по технической сущности является устройство (патент RU на полезную модель №54631 от 08.06.05 г.), содержащее паровой котел, установку для производства водорода конверсией из природного газа, Н2/О2 - парогенератор (высокотемпературный Н2/О2-пароперегреватель), паровую турбину с электрогенератором и конденсатором пара, теплоутилизационный котел.
К его недостаткам относится то, что не указано допустимое количество неконденсирующихся газов в Н2 и О2 поступающих в Н2/О2-парогенератор, соотношение расходов Н2 и O2. Эти показатели могут повлиять на работу конденсатора и снижение энергоэффективности установки в целом. Не указаны источники и рабочие среды для получения кислорода и охлаждения проточной части турбины.
Цель изобретения - создание электрогенерирующего комплекса для высокоэффективного непрерывного производства электроэнергии с использованием комбинированного, в том числе водородного топлива, а также исключающего потери энергии при транспорте и хранении водорода.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит паровой котел, высокотемпературный Н2/О2-пароперегреватель, теплоутилизационный котел, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, установку для получения водорода из природного газа методом конверсии, а новым является то, что в устройство включена установка для производства кислорода методом разделения воздуха, а суммарные примеси неконденсирующихся газов при температуре от 20 до 100°С в водороде и кислороде должны быть менее 0,5% по объему, причем входы в высокотемпературный пароперегреватель соединены с выходом парового котла и выходами из установок для производства водорода и кислорода с расходами по водороду и кислороду в пропорциях, близких (около ±1%) к стехиометрическим, для обеспечения их полного сгорания в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности, а выход высокотемпературного пароперегревателя соединен с входом в паровую турбину, причем выход установки для производства водорода по уходящим газам соединен с газовым трактом теплоутилизационного котла, и, кроме того, выход из теплоутилизационного котла по пару соединен с промежуточным вводом в паровую турбину и (или) системой охлаждения проточной части паровой турбины.
Включение в состав электростанции установки для производства водорода из природного газа и установки для производства кислорода методом разделения воздуха позволит обеспечить непрерывную работу паровой турбины с номинальной мощностью при высоких начальных температуре и давлении. Высокая температура водяного пара до 2000 К на входе в паровую турбину за счет сжигания водорода с кислородом в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности после его выхода из парового котла в высокотемпературном Н2/О2-пароперегревателе обеспечивает ее работу в режимах, характерных для газовых турбин, а выход паровой турбины связан с конденсатором пара, обеспечивающим давление ниже атмосферного. Увеличение начальной и уменьшение температуры на выходе из турбины, а также уменьшение влажности пара позволит повысить энергоэффективность производства электроэнергии.
Следует отметить, что нагрев водяного пара в современных паровых котлах выше 900 К фактически невозможен из-за пережога труб независимо от вида топлива (природный газ, водород, уголь и т.д.).
Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.
Устройство содержит паровой котел 1, установку для парового производства водорода из природного газа методом конверсии 2, установку для производства кислорода методом разделения воздуха 3, высокотемпературный Н2/О2-пароперегреватель 4, паровую турбину 5 с электрогенератором 6 и конденсатором 7, утилизационный котел 8.
Устройство работает следующим образом.
Из парового котла 1 пар поступает в высокотемпературный Н2/О2-пароперегреватель 4. В высокотемпературном Н2/О2-пароперегревателе водяной пар перегревается за счет поступления и сжигания в нем водорода с кислородом в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности. Для полезного использования энергии уходящих газов из установки для конверсии природного газа в водород установлен утилизационный котел 8, выход пара из которого связан с промежуточным вводом пара в турбину 5 с электрогенератором 6 и (или) с системой охлаждения проточной части турбины. Далее пар поступает в конденсатор 7.
Указанные особенности устройства позволяют достигнуть более высокого коэффициента полезного действия по выработанной электроэнергии по отношению к существующим паротурбинным установкам. Достоинством данного устройства является то, что для генерации пара и обеспечения его начального перегрева могут быть использованы уголь, мазут, альтернативные виды топлива и возобновляемые источники энергии. Включение в состав устройства установки для производства водорода из природного газа методом конверсии позволяет исключить затраты на транспорт и хранение водорода, исключает возможность взрыва большого количества водорода, обеспечивает непрерывность работы устройства с номинальной мощностью.
Claims (1)
- Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной для непрерывного производства электроэнергии, содержащее паровой котел, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, высокотемпературный Н2/О2-пароперегреватель, теплоутилизационный котел, установку для производства водорода из природного газа методом конверсии, отличающееся тем, что в устройство включена установка для производства кислорода методом разделения воздуха, а суммарные примеси неконденсирующихся газов при температуре от 20 до 100°С в водороде и кислороде должны быть менее 0,5% по объему, причем входы в высокотемпературный пароперегреватель соединены с выходом парового котла и выходами из установок для производства водорода и кислорода с расходами по водороду и кислороду в пропорциях близких (около ±1%) к стехиометрическим для обеспечения их полного сгорания в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности, а выход высокотемпературного пароперегревателя соединен с входом в паровую турбину, причем выход установки для производства водорода по уходящим газам соединен с газовым трактом теплоутилизационного котла и, кроме того, выход из теплоутилизационного котла по пару соединен с промежуточным вводом в паровую турбину и (или) системой охлаждения проточной части паровой турбины.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007106296/06A RU2335642C1 (ru) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной |
| PCT/RU2007/000550 WO2008103067A1 (fr) | 2007-02-19 | 2007-10-10 | Dispositif de génération d'énergie électrique doté d'une turbine à vapeur haute température |
| US12/527,646 US8516817B2 (en) | 2007-02-19 | 2007-10-10 | Electrogenerating device with a high-temperature steam turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007106296/06A RU2335642C1 (ru) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2335642C1 true RU2335642C1 (ru) | 2008-10-10 |
Family
ID=39710272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007106296/06A RU2335642C1 (ru) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8516817B2 (ru) |
| RU (1) | RU2335642C1 (ru) |
| WO (1) | WO2008103067A1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476688C1 (ru) * | 2011-08-24 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Энергоустановка |
| RU2657494C1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-06-14 | Андрей Владиславович Курочкин | Энергоэффективная водородная установка |
| RU2661231C1 (ru) * | 2017-09-28 | 2018-07-13 | Рашид Зарифович Аминов | Способ водородного перегрева пара на аэс |
| RU2674302C2 (ru) * | 2014-05-08 | 2018-12-06 | Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх | Тепловая интеграция системы подачи воздуха в силовую установку с котлом со сжиганием в кислороде |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014146861A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Power generation system and method to operate |
| US20150082799A1 (en) * | 2013-09-24 | 2015-03-26 | Billings Energy Corporation | High Efficiency Hydrogen Turbine |
| CN110107368B (zh) * | 2019-06-11 | 2024-04-19 | 赫普科技发展（北京）有限公司 | 蒸汽冷凝方法、蒸汽冷凝系统及发电系统 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485728A (en) * | 1985-12-26 | 1996-01-23 | Enertech Environmental, Inc. | Efficient utilization of chlorine and moisture-containing fuels |
| US5644911A (en) * | 1995-08-10 | 1997-07-08 | Westinghouse Electric Corporation | Hydrogen-fueled semi-closed steam turbine power plant |
| US5953900A (en) * | 1996-09-19 | 1999-09-21 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Closed loop steam cooled steam turbine |
| RU2226646C2 (ru) * | 2002-05-06 | 2004-04-10 | Сиразиев Рауф Галяувич | Парогенератор |
| RU30848U1 (ru) | 2002-10-10 | 2003-07-10 | Леонтьев Александр Иванович | Энергокомплекс с комбинированным топливом |
| US20050241311A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-03 | Pronske Keith L | Zero emissions closed rankine cycle power system |
| RU54631U1 (ru) * | 2005-06-08 | 2006-07-10 | Владимир Алексеевич Федоров | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом |
| US7690201B2 (en) * | 2005-11-07 | 2010-04-06 | Veritask Energy Systems, Inc. | Method of efficiency and emissions performance improvement for the simple steam cycle |
| US7856829B2 (en) * | 2006-12-15 | 2010-12-28 | Praxair Technology, Inc. | Electrical power generation method |
| RU64699U1 (ru) * | 2007-03-19 | 2007-07-10 | Олег Николаевич Фаворский | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной |
| US20100242478A1 (en) * | 2007-09-25 | 2010-09-30 | Bogdan Wojak | Methods and systems for sulphur combustion |
-
2007
- 2007-02-19 RU RU2007106296/06A patent/RU2335642C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-10-10 US US12/527,646 patent/US8516817B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-10 WO PCT/RU2007/000550 patent/WO2008103067A1/ru active Application Filing
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476688C1 (ru) * | 2011-08-24 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Энергоустановка |
| RU2674302C2 (ru) * | 2014-05-08 | 2018-12-06 | Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх | Тепловая интеграция системы подачи воздуха в силовую установку с котлом со сжиганием в кислороде |
| US10203112B2 (en) | 2014-05-08 | 2019-02-12 | General Electric Technology Gmbh | Oxy boiler power plant oxygen feed system heat integration |
| RU2657494C1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-06-14 | Андрей Владиславович Курочкин | Энергоэффективная водородная установка |
| RU2661231C1 (ru) * | 2017-09-28 | 2018-07-13 | Рашид Зарифович Аминов | Способ водородного перегрева пара на аэс |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100139275A1 (en) | 2010-06-10 |
| WO2008103067A1 (fr) | 2008-08-28 |
| US8516817B2 (en) | 2013-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2501958C2 (ru) | Способ выработки энергии посредством осуществления термодинамических циклов с водяным паром высокого давления и умеренной температуры | |
| RU2335642C1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной | |
| US8833051B2 (en) | Method for operation of an integrated solar combined-cycle power station, and a solar combined-cycle power station for carrying out this method | |
| KR101821315B1 (ko) | 태양열과 bigcc가 통합된 결합 발전 시스템 | |
| RU54631U1 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
| RU64699U1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной | |
| CN206144611U (zh) | 一种整合igcc与超临界机组的调峰电站 | |
| RU121300U1 (ru) | Экологически чистое электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной и воздушным конденсатором | |
| RU165520U1 (ru) | Устройство повышения эффективности и маневренности парогазовой установки | |
| RU2250872C1 (ru) | Комбинированный способ производства электроэнергии и жидкого синтетического топлива с использованием газотурбинных и парогазовых установок | |
| CN109099498A (zh) | 一种由煤粉燃烧烟气分流耦合产生热电解耦的工艺及方法 | |
| Woudstra | Sustainable energy systems: limitations and challenges based on exergy analysis | |
| RU2533601C2 (ru) | Энергетическая установка с парогазовой установкой | |
| EA017175B1 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
| RU56958U1 (ru) | Парогазовая установка с комбинированным топливом | |
| RU118360U1 (ru) | Установка электро-тепло-водоснабжения предприятий добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья | |
| RU84467U1 (ru) | Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом | |
| RU84919U1 (ru) | Теплоэнергетическая установка | |
| RU30848U1 (ru) | Энергокомплекс с комбинированным топливом | |
| RU2391515C1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с угольно-водородным топливом | |
| RU2272914C1 (ru) | Газопаровая теплоэлектроцентраль | |
| RU2786709C1 (ru) | Способ повышения маневренности атомной электростанции | |
| RU2376481C2 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
| RU2774553C1 (ru) | Система производства экологически чистого топлива на тэц с паровым котлом | |
| RU2278279C2 (ru) | Когенерационная система на основе паровой котельной установки с использованием теплоты уходящих газов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150921 Effective date: 20150922 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210220 |