465 220 2
Temperaturen hos den lågvärdiga värmekällan måste vara så hög att ånga med
för injicering lämpligt tryck, cirka 20 bar, erhålles. Den injicerade ångan
upptar energi från bädden. Vid oförändrad termisk effekt i kraftanlägg-
ningen medför ånginjiceringen att ånggenereringen i bäddtuberna minskar och
därmed ångflödet i ångturbincykeln. Totalt uppnås en eleffektökning i an-
läggningen eftersom effektökningen i gasturbincykeln är större än effekt-
minskningen i ångcykeln. 465 220 2
The temperature of the low-grade heat source must be high enough to steam
suitable pressure for injection, about 20 bar, is obtained. The injected steam
absorbs energy from the bed. In the event of unchanged thermal power in the power plant
The steam injection causes the steam generation in the bed tubes to decrease and
thus the steam flow in the steam turbine cycle. In total, an increase in electricity output is achieved in
because the power increase in the gas turbine cycle is greater than the power
the decrease in the vapor cycle.
Ett utförande av uppfinningen beskrives under hänvisning till bifogade
figur.An embodiment of the invention is described with reference to the accompanying
figure.
I figuren betecknar 10 en brännkammare med förbränning av ett bränsle,
företrädesvis kol, i en fluidiserad bädd 12. Brännkammaren 10 och en
reningsanläggning för avskiljning av stoft i förbränningsgaserna, symbo-
liserad av en cyklon 14, är inneslutna i ett tryckkärl 16 och omges av
komprimerad förbränningsluft i rummet 18 mellan tryckkärlet 16 och bränn-
kammaren 10 och cyklonen 14. Bränsle tillföres brännkammarens 10 bädd 12
genom inmatningsledningen 20. För fluidisering av bädden 12 och förbrän-
ning av tillfört bränsle tillföres brännkammaren 10 luft från rummet 18 via
en luftfördelande botten 22 med munstycken 24. Förbränningsgaserna samlas i
fribordet 26 och föres efter rening i cyklonen 14 genom ledningen 28 till
en gasturbin 30. Denna driver en kompressor 32 som matar rummet 18 i tryck-
kärlet 16 med komprimerad förbränningsluft och en generator 34. Gasturbinen
kan vara enaxlig som i figuren eller tvåaxlig, varvid ena axeln driver
kompressorn 32 och den andra axeln driver generatorn 34. Kompressorn 32 är
försedd med en mellankylare 36. Värme från denna kan utnyttjas för förvärm-
ning av matarvatten.In the figure, 10 denotes a combustion chamber with combustion of a fuel,
preferably carbon, in a fluidized bed 12. The combustion chamber 10 and a
treatment plant for the separation of dust in the combustion gases, symbol
liquefied by a cyclone 14, are enclosed in a pressure vessel 16 and surrounded by
compressed combustion air in the space 18 between the pressure vessel 16 and the combustion
chamber 10 and cyclone 14. Fuel is supplied to bed 12 of combustion chamber 10
through the feed line 20. For fluidizing the bed 12 and combustion
supply of supplied fuel, the combustion chamber 10 is supplied with air from the chamber 18 via
an air-distributing bottom 22 with nozzles 24. The combustion gases are collected in
the freeboard 26 and is passed after purification in the cyclone 14 through the line 28 to
a gas turbine 30. This drives a compressor 32 which feeds the space 18 in pressure
vessel 16 with compressed combustion air and a generator 34. The gas turbine
can be uniaxial as in the figure or biaxial, one axis driving
the compressor 32 and the second shaft drive the generator 34. The compressor 32 is
equipped with an intercooler 36. Heat from this can be used for preheating
supply of feed water.
I brännkammaren 10 finns tubsatser 38 och 40 för kylning av bädden och för
alstring och överhettning av ånga resp mellanöverhettning av ånga. I
tuberna 38 alstrad och överhettad ånga föres i en ledning 42 till hög-
trycksturbinen 44, från denna i ledningen 46 till mellanöverhettaren 40 och
härifrån i ledningen 48 till lågtrycksturbinen 50. Turbinerna 44 och 50
driver generatorn 52. Ånga för matarvattenförvärmning kan uttagas från 1
turbinen 50 genom avtappningsledningen 54. Lågtrycksturbinen 50 är ansluten
till kondensorn 56 via ledningen 58. Kondensatet uppsamlas i kondensat- *
tanken 60. Matarvattenpumpen 62 pumpar kondensatet genom matarvattenför-
värmarna 64, 66 och 68 och ledningen 70 till ångtuberna 38 i brännkammaren
10. Värme från kompressorns mellankylare 36 och värme från avtappningsånga
463 220
från turbinen 50 kan utnyttjas för förvärmningen i matarvattenförvärmarna
64 och 66. Avgaser från gasturbinen 30 föres till matarvattenförvärmaren
68 via ledningen 71 och från denna till ångpannan 72, matarvattenförvärma-
ren 74 för värmning av matarvatten till ångpannan 72, gasfiltret 76,
ekonomisern 78 och därifrån till skorstenen 80. I det visade utförandet
utnyttjas även en askkylare 82 som förvärmare för ångpannans 72 matar-
vatten. Vatten från ångpannans 72 ångdom 84 cirkuleras genom tuberna 86
med en cirkulationspump 88. Ångdomen är ansluten till ånginjektionsmun-
stycken i brännkammaren med ångledningen 90. Spädvatten till anläggningen
tillföres via ledningen 92. Ekonomisern 78 är med en ledning 94 ansluten
till matarvattenledningen 96 nedströms matarvattenpumpen 62 och utnyttjas
för matning till såväl tuberna 38 i brännkammaren 10 som för matning till
ångpannan 72. Matarvattenflödet till ångpannan 70 regleras med en ventil
98 i ledningen 100 mellan ekonomisern 78 och askkylaren/matarvattenför-
värmaren 82.In the combustion chamber 10 there are tube sets 38 and 40 for cooling the bed and for
generation and overheating of steam or intermediate overheating of steam. IN
tubes 38 generated and superheated steam is passed in a line 42 to the
the pressure turbine 44, from this in the line 46 to the intermediate superheater 40 and
from here in line 48 to low pressure turbine 50. Turbines 44 and 50
operates the generator 52. Steam for preheating water can be extracted from 1
the turbine 50 through the drain line 54. The low pressure turbine 50 is connected
to condenser 56 via line 58. The condensate is collected in condensate *
tank 60. The feed water pump 62 pumps the condensate through the feed water supply
the heaters 64, 66 and 68 and the line 70 to the steam tubes 38 in the combustion chamber
10. Heat from the compressor intercooler 36 and heat from the drain steam
463 220
from the turbine 50 can be used for the preheating in the feed water preheaters
64 and 66. Exhaust gases from the gas turbine 30 are fed to the feed water preheater
68 via line 71 and from there to the boiler 72, feed water preheater
clean 74 for heating feed water to the boiler 72, the gas filter 76,
the economizer 78 and thence to the chimney 80. In the embodiment shown
an ash cooler 82 is also used as a preheater for the supply of the boiler 72.
water. Water from the steam 84 of the boiler 72 is circulated through the tubes 86
with a circulation pump 88. The steam is connected to the steam injection nozzle
pieces in the combustion chamber with steam line 90. Dilution to the plant
is supplied via line 92. The economizer 78 is connected by a line 94
to the feed water line 96 downstream of the feed water pump 62 and utilized
for feeding to both the tubes 38 in the combustion chamber 10 and for feeding to
the boiler 72. The supply water flow to the boiler 70 is regulated by a valve
98 in line 100 between the economizer 78 and the ash cooler / feed water supply
the heater 82.
I en PFBC-kraftanläggning, som vid full effekt arbetar med cirka 16 bars
tryck i brännkammaren 10, dimensioneras högtemperaturekonomisern/matar-
vattenförvärmaren 68 så att avgaserna från ångturbinen som lämnar matar-
vattenförvärmaren 68 har en sådan temperatur att ånga med ett tryck över-
stigande 16 bar kan genereras. I ângpannan 72 kan lämplig mängd ånga med
ett tryck på cirka 20 bar genereras. I en anläggning med en effekt på
800 Mwt är den lämpliga mängden cirka 25 kg/s. Ångan injiceras i bränn-
kammaren och ökar massflödet genom turbinen och således gasturbineffekten.In a PFBC power plant, which at full power operates with about 16 bars
pressure in the combustion chamber 10, the high temperature economizer / feeder is dimensioned
the water preheater 68 so that the exhaust gases from the steam turbine leaving the feed
the water preheater 68 has such a temperature to steam with a pressure exceeding
rising 16 bar can be generated. A suitable amount of steam can be included in the steam boiler 72
a pressure of about 20 bar is generated. In a plant with an effect of
800 Mwt is the appropriate amount of about 25 kg / s. The steam is injected into the combustion
chamber and increases the mass flow through the turbine and thus the gas turbine power.
Uppvärmningen av den i brännkammren injicerade ångan medför minskad ång-
generering i ångcykeln och minskad effekt. Effektvinsten i gasturbincykeln
är minst dubbelt så stor som effektförlusten i ångturbincykeln. Netto-
effektvinsten kan uppgå till 10-15 Mwe i en 800 Mwt-anläggning. Detta
motsvarar cirka 1-2 % ökning av anläggningens totalverkningsgrad. En
totalverkningsgrad på ~ 46 är uppnåbar.The heating of the steam injected into the combustion chambers reduces the steam.
generation in the steam cycle and reduced power. The power gain in the gas turbine cycle
is at least twice as large as the power loss in the steam turbine cycle. Net-
the power gain can amount to 10-15 Mwe in an 800 Mwt plant. This
corresponds to approximately 1-2% increase in the total efficiency of the plant. One
total efficiency of ~ 46 is achievable.
Effektvinsten uppnås utan ökning av anläggningskostnaden. Kostnadsökningen
för gastubincykeln är obetydlig och kompenseras av minskade kostnader i
ångturbincykeln. Ångturbinerna och konden -rn blir mindre och därigenom
billigare. Den ökade förbrukningen av matarvatten för alstring av ånga i
avgasångpannan 72 för bäddinjicering innebär en viss ökad driftkostnad för
beredning av matarvatten.The power gain is achieved without increasing the construction cost. The cost increase
for the gas tube cycle is insignificant and is offset by reduced costs in
the steam turbine cycle. The steam turbines and the condenser -rn become smaller and thereby
cheaper. The increased consumption of feed water for the generation of steam in
the exhaust vapor boiler 72 for bed injection involves a certain increased operating cost for
preparation of feed water.