SE468910B - Kraftaggregat, vid vilket halten av skadliga foeroreningar i avgaserna minskas - Google Patents

Kraftaggregat, vid vilket halten av skadliga foeroreningar i avgaserna minskas

Info

Publication number
SE468910B
SE468910B SE9001258A SE9001258A SE468910B SE 468910 B SE468910 B SE 468910B SE 9001258 A SE9001258 A SE 9001258A SE 9001258 A SE9001258 A SE 9001258A SE 468910 B SE468910 B SE 468910B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
reformer
turbine
outlet
pressure
fuel
Prior art date
Application number
SE9001258A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9001258L (sv
SE9001258D0 (sv
Inventor
M W Horner
W R Hines
Original Assignee
Gen Electric
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 Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of SE9001258D0 publication Critical patent/SE9001258D0/sv
Publication of SE9001258L publication Critical patent/SE9001258L/sv
Publication of SE468910B publication Critical patent/SE468910B/sv

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • 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
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
    • F01K21/047—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
    • F01K23/06—Plants 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
    • F01K23/10—Plants 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
    • F01K23/103—Plants 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 with afterburner in exhaust boiler
    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
    • F01K23/06—Plants 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
    • F01K23/10—Plants 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
    • F01K23/106—Plants 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 with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-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
    • F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

4, HO .-.x CD k) ingå upphettningssystem med eldfast tegel, som upphettar reformatorn genom konvektion och strålning. Dylika system är emellertid i regel dyrbara och arbetar med mycket högre temperaturer än vad som är önskvärt i samband med gastur- biner.
Med tanke på kostnader, verkningsgrad och konstruktionssyn- punkter har man ansett det opraktiskt att med reformatorer kombinera gasturbinsteknologin, särskilt då gasturbinmoto- rer, utvecklade ur flygplansmotorer. Det har föreslagits att i en gasturbinanläggning använda "mellankyld" ånga, var- vid mellankylaren befinner sig mellan motorkompressorns låg- och högtryckssteg. Gasströmmen passerar genom en brännkam- mare och upphettas där för att sedan fortsätta genom hög- och lågtrycksturbinerna, som driver kompressorerna. Ned- ströms om lâgtrycksturbinen befinner sig en återupphettnings- brännkammare för vidare upphettning av gasströmmen. Denna passerar därefter genom en kraftturbin, vars utloppsgaser levererar värme till en reformator. Denna mottager vatten, som upphettas av mellankylaren, och metan, som upphettas av en bränslevärmare, vilken använder sig av mellankylarens upphettade vatten. Reformatorn avger ett reformerat bränsle, vilket tillföres både den första brännkammaren och återupp- värmningsbrännkammaren. Ånga från en ångpanna införs också i turbinen för kylning. Med ett sådant system blir utsläppen av NOX och CO låga, men detsamma är tyvärr också komplice- rat. Som exempel kan nämnas, att avgaserna från krafttur- binen, som driver reformatorn, typiskt måste ha en tempera- tur av åtminstone cirka 600-700°C, vanligen mellan 650 och 10000. Turbinens avgastemperatur är emellertid typiskt en- dast cirka 550°C, varför âterupphettningsbrännaren måste avge en gasström, vars temperatur ligger ovanför dessa vär- den och effektturbinen måste konstrueras så att den kan tåla dessa temperaturer. Emellertid är det inte vanligt att ha âterupphettning i gasturbiner, vilket kräver konstruktions- 468 910 och utvecklingsarbete med tillhörande kostnader. Vidare kan effektturbiner vanligen inte tåla dessa höga temperaturer, varför det blir nödvändigt med omkonstruktion och komponent- byte, så att man får turbiner med avancerad kylningsteknik, vilket medför ytterligare kostnader. Den mellankylare och bränslevärmare som avger varma gaser till reformatorn inne- bär också mer komplicerad konstruktion och högre kostnader samt ökade svårigheter att modifiera existerande system.
Det föreligger således behov av ett gasturbinutrustat kraft- aggregat, som har sänkta emissioner av NOX och CO och kan generera och använda reformerat bränsle samt utan nämnvärda konstruktionsändringar och kostnader anpassas till befint- liga system, vilket företrädesvis eliminerar användning av effektturbiner för extremt höga temperaturer.
I fig. 1 illustreras schematiskt en utföringsform av uppfin- ningen.
Fig. 2-5 visar schematiskt alternativa utföringsformer.
Ett kraftaggregat enligt uppfinningen har en gasturbin med en kompressor och nedströms om denna en brännkammare. En turbin befinner sig nedströms om brännkammaren och en effektturbin nedströms om och nära intill denna turbin. En reformator är anordnad nedströms om effektturbinen på sådant sätt att utloppsgaserna från effektturbinen utnyttjas till att uppvärma reformatorn, vars utloppsgaser tillförs bränn- kammaren.
I fig. 1 visas ett kraftaggregat 10 enligt uppfinningen, vilket innefattar en motor 20 med en kompressor 30, exempel- vis en lågtryckskompressor 30a och en högtryckskompressor 30b, för alstrande av ett gasflöde. En brännkammare 34 be- finner sig nedströms om kompressorn 30 och en turbin 38, exempelvis en högtrycksturbin 38a, driver högtryckskompres- 468 9É0 sorn 30b, medan en lågtrycksturbin 38b driver lågtrycks- kompressorn 30a. En frilöpande effektturbin 40 befinner sig nedströms om nära intill och aerodynamiskt kopplad med tur- binen 38, varigenom en återuppvärmningsbrännkammare eller f: någon annan uppvärmningsanordning inte blir belägen mellan turbinerna 38 och 40. Åtminstone en del av utloppsgaserna från turbinen 40 styrs genom en ledning 44 till en brännare 48 med ett bränsleinlopp 49. Brännaren 48 är termodynamiskt kopplad till en reformator 50 med första och andra ingångs- organ 52 respektive 54 och ett utlopp 56 för reformerat bränsle. Ett bränsletillförselorgan 58 är kopplat till in- gångsorganet 52. En anordning för tillförsel av ånga 60 har ett vatteninlopp 62 och innefattar typiskt en högtrycksång- panna 60a samt en lågtrycksângpanna 60b. Ångtillförselorga- net 60 befinner sig typiskt nedströms om reformatorn 50 och har ett utlopp, som är anslutet till det andra inloppsorga- net 54. Ångtillförselorganet 60 är också typiskt kopplat till brännkammaren 34 och turbinen 38. Utloppet 56 är också anslutet till brännkammaren 34.
Kompressorn 30, brännkammaren 34 och turbinen 38 kan vara av vilken som helst typ som används i kraftmaskiner. Typiskt är emellertid dessa komponenter konstruerade med utgångspunkt från sådana som används i flygplansmotorer. Turbinen 40 be- står typiskt av standardmaterial och är typiskt ansluten till en belastning 64, exempelvis en generator eller någon annan effektavgivande apparat. Den frilöpande effektturbinen kan arbeta med synkrona varvtal på 3600 eller 3000 varv per minut för avgivande av en elektrisk ström med frekvensen 60 respektive 50 perioder per sekund. Ledningen 44 kan vara av ' godtycklig typ för att transportera en del eller hela luft- _mängden från turbinen 38 till reformatorn 50. När ledningen ' 44 utför transport av den uppvärmda gasen till reformatorn 50, tjänstgör densamma såsom ett första organ för upphett- ning av reformatorn 50. Brännaren 48 tjänstgör såsom en and- ' 468 910 ra anordning för samma ändamål. Bränsleinloppet 49 hos brän- naren 48 kan tillföras vilket som helst lämpligt bränsle.
Typiskt är inloppet 49 anslutet till reformatorns 50 bränsle- utlopp 56. Emellertid erhålls bättre driftsförhållanden, om allt reformerat bränlse tillförs brännkammaren 34 och brän- narens 48 inlopp 49 ansluts till en alternativ bränslekälla.
Denna förbättring uppnås eftersom vattenångan i det reforme- rade bränslet passerar genom alla turbinerna och effekttur- binen, så att den avgivna effekten blir större. Ett sådant system tillåter också en enklare brännarkonstruktion, efter- som det reformerade bränslet i brännkammaren har avsevärt reducerade emissioner. Alternativt kan inloppet 49 anslutas till en yttre behållare med naturgas eller metan. Eftersom brännaren befinner sig nedströms om effektturbinen och där- för arbetar vid relativt låga tryck, kommer endast en liten mängd icke önskvärda emissioner att alstras av denna bränna- re. Vidare kan enklare konstruktioner användas då det refor- merade bränslet leds till brännkammaren 34, då de emissioner som alstras av det reformerade bränslet är avsevärt mindre.
Om man önskar ytterligare minska CO-emissionerna, kan det reformerade bränslet även tillföras brännaren 48. Alterna- tiva, kända brännarkonstruktioner kan emellertid också an- vändas, exempelvis en enkel brännare bestående av ett fler- tal enskilda brännare, om det reformerade bränslet tillförs brännaren 48. Reformatorn 50 arbetar företrädesvis med me- tan eller med något annat kolvätehaltigt bränsle samt med vatten eller ånga för alstrande av ett reformerat bränsle.
Den består typiskt av rostfritt stål på i och för sig känt sätt. För att kunna avge reformerat bränsle måste sådana re- formatorer typiskt upphettas till över 600øC, vanligen till mellan 650 och 1000°C. Den värmemängd som tillförs bränna- ren baserar därför både på den reaktionstemperatur som er- fordras i reformatorn för alstrande av ett bränsle med öns- kad sammansättning och på temperaturen hos den gasström som avges från effektturbinen, vilket värde typiskt är om- kring 550°C. Den erforderliga reaktionstemperaturen kan sän- ON OO 6.:» kas med användning av alternativa reformatorkonstruktioner, i vilka kan ingå andra konfigurationer eller katalysatorer såsom superaktiverat nickel. När reformatorns erforderliga reaktionstemperatur sänks, kan man således minska den värme- mängd som avges av brännaren 48. Denna minskning kan före- trädesvis ske ända till noll, men brännaren kommer typiskt att höja temperaturen hos turbinens utloppsgaser med mel- lan 120 och 315°C. Högtrycksângpannan 60a och lâgtrycksång- pannan 60b kan vara av i och för sig känt utförande. Utlop- pet från ângpannan 60a ansluts typiskt till reformatorn 50 för reformeringsprocessen. Vidare kan ånga införas i bräns- lekammaren 34 på sådant sätt att en del av denna ånga till- förs runt brännkammaren 34 i och för kylning. Ånga, som företrädesvis har en temperatur på cirka 10°C över mättnads- värdet och avgår från högtrycksångpannan 60a, kan ledas till högtrycksturbinen 38a för kylning av turbinbladen och led- skenorna. Ånga från lågtrycksângpannan 60b kan ledas till lågtrycksturbinen 38 för kylning och för ångmatning. Ångan 60 används inte endast till att minska NOX-halten och till kylning utan ger också ett ökat massflöde för ökad uteffekt, varvid överskottsångan kan användas för yttre processer.
I utföringsformerna enligt fig. 2-5 har varandra motsvaran- de komponenter givits samma hänvisningsbeteckningar. I fig. 2 visas en motor med en enda kompressor 30 och en enda tur- bin 38 samt organ för tillförsel av icke reformerat bränsle 210 till brännkammaren 34. Det utgående reformerade bränslet leds till brännkammaren 48. Hos ett sådant system blir den erforderliga storleken på reformatorn avsevärt mindre, var- jämte CO-emissionerna minskas genom förbränning av den luft eller gaser som avges från effektturbinen 40 och NOX-halten reduceras genom införsel av ånga i brännkammaren 34. I moto- rer där reformerat bränsle kan signifikant förskjuta mo- torns arbetskarakteristika, exempelvis genom att höja hög- tryckskompressorns arbetskurva över den önskade arbetspunk- ten, kan detta system fortsätta att använda standardbränsle 7 468 910 i brännkammaren 34, varigenom mindre ombyggnad av motorerna erfordras med fortsatt kontrollerad emission.
I fig. 3 är en mellankylare 310 inkopplad mellan högtrycks- kompressorn 30a och lågtryckskompressorn 30b. I mellankyla- ren 310 ingår en bränslevattenuppvärmare 312, en matarvat- tenvärmare 314 och ett slutsteg 316, vilka samtliga är an- slutna till ett vattenförråd 320. Utloppet från bränslevat- tenvärmaren går till en bränslevärmare 322, vilken uppvärmer det bränsle som skall tillföras reformatorn 50 eller bränna- ren 48. Det uppvärmda vattnet från bränslevärmaren kan dum- pas eller ledas in i vattenförrâdet 320. Brännaren 48 för- bränner således antingen tillfört eller reformerat bränsle.
Matarvattenvärmaren 314 är kopplad till inloppet hos den apparat som avger ånga, exempelvis ångpannorna 60a och 60b.
Slutsteget 316 är typiskt anslutet till en vattenkylare el- ler till något annat lämpligt organ för bortledning av det upphettade vattnet. I detta system kyler mellankylaren luft- eller gasströmmen och höjer härigenom uteffekten. Det vatten som används för att kyla flödet utnyttjas till att upphetta bränslet och det vatten som tillförs ångpannorna, vilket ger minskade energiförluster och högre verkningsgrad.
I fig. 4 befinner sig en högtrycksångpanna 410 nedströms om brännaren 48 och nedströms om denna finns en högtrycksrefor- mator 412 och en lågtrycksreformator 414. Utloppet från låg- trycksreformatorn 414 är förbundet med bränsleinloppet 49 hos brännaren 48 och utloppet hos högtrycksreformatorn är förbundet med brännkammaren 34. Detta system ger ångkylning vid högtrycksturbinen och reglerad emission med avseende på både NOX och CO.
Enligt fig. 5 har uppfinningen tillämpats i en grundkonfigu- ration, där en kompressor 30 är förbunden med en turbin 38, som är ansluten till en belastning. Utloppsgaserna från tur- binen 38 leds via en ledning till reformatorn 50. Ej heller 468 910 58 i detta system används någon återuppvärmningsbrännkammare, varigenom man undviker de problem som vidlåder sådana. I systemet används en katalysator, som sänker den erforder- liga temperaturen hos reformatorn till typiskt under cirka 620oC. Utloppsgaserna från turbinen 38 har tillräckligt hög temperatur för att ge reformatorn erforderlig temperatur.
Nu följer en beskrivning av arbetssättet för aggregatet en- ligt fig. 1. Kompressorn 30 avger ett flöde, som upphettas av brännkammaren 34 och därefter fortsätter genom turbinen 38, som driver kompressorn 30. Efter att ha passerat genom turbinen kommer flödet att utan ytterligare upphettning dri- va effektturbinen 40, som alstrar den avgivna uteffekten, varefter en del av och företrädesvis hela flödet strömmar genom ledningen 44. Detsamma upphettas omedelbart före re- formatorn 50 med hjälp av brännaren 48 och bränsle införs i ett inlopp till reformatorn 50, typiskt genom att i inlop- pet insprutas metanbränsle och ånga eller vatten. Reforma- torn procuderar ett bränsle med olika beståndsdelar, exem- pelvis metan, koldioxid, vattenånga, kolmonoxid och vätgas.
Mängden alstrade beståndsdelar, och särskilt den önskade mängden alstrad vätgas, beror på systemets konfiguration och den önskade emissionen. Typiskt består det reforme- rade bränslet av mellan 5-50 volymsprocent väte och före- trädesvis mellan 15-30 %. Åtminstone en del av det refor- merade bränslet från reformatorn 50 införs i brännkammaren 34 för förbränning i motorn 20. Det från reformatorn 50 ut- gående flödet kan också införas i brännaren 48 för upphett- ning av flödet före reformatorn 50. Flödet upphettar sedan ångpannorna 60a och 60b och den av dem avgivna ångan till- förs motorn 20 och företrädesvis också reformatorn 50. När systemet skall startas, tillförs ett lämpligt bränsle bränn- kammaren 34, till dess att systemet upphettat reformatorn tillräckligt för att det reformerade bränslet skall kunna tillföras brännaren. Hos ett sådant system blir emissioner- na av Nox och CO låga, exempelvis NOX-emissionen reducerad f! 9 468 9%) till under 8 ppm och CO-emissionen till under 20-25 kg.
Genom att de olika komponenterna är integrerade i ett to- talsystem, uppnås dessa låga emissioner med minimal inver- kan på verkningsgraden. Förbränning i ledningar sänker verkningsgraden, eftersom brännaren förbrukar bränsle. Ke- misk rekuperation höjer däremot verkningsgraden, så att även då brännaren används den höjning av verkningsgraden som erhålls genom kemisk rekuperation kommer att uppväga åtminstone en del ave¶1ewafi1ællsänkning av verkningsgraden, varför systemet kan ge en totalt sett högre verkningsgrad.
Vidare kan detta system byggas in i befintliga motorer utan större modifieringar. Tidigare föreslagna liknande system har erfordrat användning av återupphettningsbrännare, som utsätter systemet för höga termiska påkänningar och kräver tillämpning av avancerad teknologi vad beträffar kylningen av effektturbinerna. Tillfogandet av en extra uppvärmnings- anordning nedströms om effektturbinen för upphettning av re- formatorn 50 tillhandahåller däremot det ytterligare värme som erfordras för bränslets reformeringsprocess. Genom eli- minerandet av återupphettningsbrännaren framför effekttur- binen kan systemet enligt uppfinningen använda konven- tionella effektturbiner och annan konventionell utrustning.
Resultatet blir hög driftsäkerhet och minskade kostnader.
Under uppfinningstanken faller ett flertal olika utföranden, från enkla system med en enda turbin, där reformatorn är ansluten till turbinens utgångssida, till komplexa system med flera turbiner, kompressorer, reformatorer, ångpannor, mellankylare och effektturbiner.

Claims (15)

-Pfi- J \ C31.) /Om \9 ...,\ CD Patentkrav
1. Kraftaggregat, vid vilket halten av skadliga förore- ningar i avgaserna minskas och vilket innefattar en gastur- binmotor (20), som har en kompressor (30), en brännkammare (34), som är förbunden med kompressorns utmatningsände och en drivturbin (38), som är förbunden med brännkammarens (34) utloppsände, samt en effektturbin (40) nedströms om drivturbinen (38), som är förbunden med drivturbinens utloppsflöde, en reformator (50), som är belägen nedströms om effektturbinen och anordnad att mottaga åtminstone en del av utloppsflödet från effektturbinen (40), vilken bildar en första anordning för upphettning av reformatorn (50), (48) för upphettning av reformatorn (50), vilken andra k ä n n e t e c k n a t a v en andra anordning upphettningsanordning är belägen nedströms om effektturbi- nen.
2. Aggregat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att den första upphettningsanordningen innefattar en ledning (44), som är belägen nedströms om turbinen (40) och som har en inloppsände förbunden med effektturbinens (40) utloppsflöde och en utloppsände förbunden med reformatorn (50).
3. Aggregat enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra upphettningsanordningen (48) utgörs av en brännare, som är anbragt i ledningen intill reformatorn.
4. Aggregat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att den innefattar ett organ (60) för alstrande av ånga, som är anordnat nedströms om reformatorn (50), varvid ett utlopp till nämnda ångalstringsorgan (60) är anslutet till reformatorns (50) inlopp (54). v> .F41 -P C o gr WD ...a-Ä CD ll
5. Aggregat enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att ännu ett utlopp till ångalstringsorganet (60) är anslutet till brännkammaren (34).
6. Aggregat enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att ännu ett utlopp till ångalstringsorganet är an- slutet uppströms om effektturbinen.
7. Aggregat enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att ångalstringsorganet (60) innefattar en högtrycks- ångpanna (60a) och en lågtrycksångpanna (60b).
8. Aggregat enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t a v att drivturbinen (38) innefattar en högtrycksturbin (38a) och en lågtrycksturbin (38b), varvid högtrycksång- pannans (60a) utlopp är anslutet till brännkammaren (34) och lågtrycksångpannans (60b) utlopp till lågtrycksturbinen (38b).
9. Aggregat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att reformatorn (50) innefattar ett utlopp (56) för reformerat bränsle, vilket endast är förbundet med bränn- kammaren (34).
10. Aggregat enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att reformatorn (50) innefattar ett utlopp (56) för reformerat bränsle, vilket är förbundet med ett bränslein- lopp (49).
11. Aggregat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra upphettningsanordningen (48) är anordnad att höja temperaturen hos utflödet från effektturbinen (40) mellan ungefär 120 och 3l5°C. ass 91:: f*
12. Aggregat enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att det vidare innefattar en högtrycksångpanna (410) belägen mellan brännaren (48) och reformatorn (50), varvid reformatorn utgörs av en högtrycksreformator (412) och en lågtrycksreformator (414), vilken lâgtrycksreformators (414) utlopp är kopplat till brännaren (48) och vilken högtrycksreformators (412) utlopp är kopplat till brännkam- maren (34).
13. Aggregat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att det vidare innefattar ett organ (58) för tillför- sel av bränsle till reformatorn (50), i vilken ett utlopp (56) för reformerat bränsle åstadkommer reformerat bränsle till brännkammaren (34).
14. Aggregat enligt patentkrav 1, i vilket kompressorn (30) innefattar en lågtryckskompressor (30a) och en högtrycks- kompressor (30b), förbundna med bränsleutloppet till låg- tryckskompressorn, varvid drivturbinen (38) innefattar en lågtrycksturbin (38b), som driver lågtryckskompressorn (30a) via en första axel, och en högtrycksturbin (38a), som driver högtryckskompressorn (30b) genom en andra axel, k ä n n e t e c k n a t a v en mellankylare (310), in- kopplad mellan lågtryckskompressorn (30a) och högtrycks- kompressorn (30b) för kylning av bränsleflödet mellan kompressorerna, vilken mellankylare vidare alstrar värme för upphettning av det bränsle, som matas till reformatorn.
15. Aggregat enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k - n a t a v att det vidare innefattar ett organ (60) för alstrande av ånga beläget nedströms om reformatorn (50), varvid ångalstringsorganets (60) utlopp är förbundet med ett inlopp till reformatorn (fig. 3), samt att mellankyla- ren (310) vidare åstadkommer värme för upphettning av det vatten, som matas till ångalstringsorganet.
SE9001258A 1989-04-18 1990-04-05 Kraftaggregat, vid vilket halten av skadliga foeroreningar i avgaserna minskas SE468910B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US33984889A 1989-04-18 1989-04-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9001258D0 SE9001258D0 (sv) 1990-04-05
SE9001258L SE9001258L (sv) 1990-10-19
SE468910B true SE468910B (sv) 1993-04-05

Family

ID=23330887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9001258A SE468910B (sv) 1989-04-18 1990-04-05 Kraftaggregat, vid vilket halten av skadliga foeroreningar i avgaserna minskas

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5133180A (sv)
JP (1) JP2581825B2 (sv)
GB (1) GB2232721B (sv)
IT (1) IT1240297B (sv)
SE (1) SE468910B (sv)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5582000A (en) * 1989-02-08 1996-12-10 United Technologies Corporation Coolable rocket nozzle for a rocket engine
DE4118062A1 (de) * 1991-06-01 1992-12-03 Asea Brown Boveri Kombinierte gas/dampf-kraftwerksanlage
US5291735A (en) * 1993-03-23 1994-03-08 United Technologies Corporation High efficiency, hydrogen-driven cooling device
WO1995011376A1 (en) * 1993-10-19 1995-04-27 State Of California Energy Resources Conservation And Development Commission Performance enhanced gas turbine powerplants
US5535584A (en) * 1993-10-19 1996-07-16 California Energy Commission Performance enhanced gas turbine powerplants
US5490377A (en) * 1993-10-19 1996-02-13 California Energy Commission Performance enhanced gas turbine powerplants
US5881549A (en) * 1993-10-19 1999-03-16 California Energy Commission Reheat enhanced gas turbine powerplants
US5431007A (en) * 1994-03-04 1995-07-11 Westinghouse Elec Corp Thermochemically recuperated and steam cooled gas turbine system
JP2680782B2 (ja) * 1994-05-24 1997-11-19 三菱重工業株式会社 燃料改質器を組み合せた石炭焚きコンバインド発電プラント
US5628183A (en) * 1994-10-12 1997-05-13 Rice; Ivan G. Split stream boiler for combined cycle power plants
DK171830B1 (da) * 1995-01-20 1997-06-23 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til generering af elektrisk energi
US5595059A (en) * 1995-03-02 1997-01-21 Westingthouse Electric Corporation Combined cycle power plant with thermochemical recuperation and flue gas recirculation
DK94695A (da) * 1995-08-23 1997-02-24 Haldor Topsoe As Fremgangsmåde til generering af elektrisk energi
DE19536836C2 (de) * 1995-10-02 2003-11-13 Alstom Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage
DE19539773A1 (de) * 1995-10-26 1997-04-30 Asea Brown Boveri Verfahren zum Betrieb einer Gasturbogruppe
US6058856A (en) * 1996-05-28 2000-05-09 Hitachi, Ltd. Waste processing system and fuel reformer used in the waste processing system
JP3063622B2 (ja) * 1996-05-28 2000-07-12 株式会社日立製作所 ごみ発電システム及びごみ処理システム
DK146196A (da) * 1996-06-21 1997-12-22 Haldor Topsoe As Fremgangsmåde til fremstilling af syntesegas og elektrisk energi.
DE19627189A1 (de) * 1996-07-05 1998-01-15 Siemens Ag Kohle-(Öl-)Erdgas-Kombi-/Verbundkraftwerk mit Erdgasreformierung mit verbessertem Wirkungsgrad
US5896738A (en) * 1997-04-07 1999-04-27 Siemens Westinghouse Power Corporation Thermal chemical recuperation method and system for use with gas turbine systems
RU2168040C2 (ru) * 1997-04-15 2001-05-27 Открытое акционерное общество "Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова" Газотурбинная установка
US6282902B1 (en) 1997-10-28 2001-09-04 Hitachi, Ltd. Waste processing system and fuel reformer used in the waste processing system
US6141950A (en) * 1997-12-23 2000-11-07 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated air separation and combustion turbine process with steam generation by indirect heat exchange with nitrogen
JP2000080927A (ja) 1998-09-04 2000-03-21 Toshiba Corp ガスタービンシステム
US6363706B1 (en) 1998-12-24 2002-04-02 Alliedsignal Apparatus and method to increase turbine power
DE60033738T2 (de) * 1999-07-01 2007-11-08 General Electric Co. Vorrichtung zur Befeuchtung und Heizung von Brenngas
WO2001012754A1 (en) * 1999-08-19 2001-02-22 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Gas turbine with indirectly heated steam reforming system
DE19952885A1 (de) 1999-11-03 2001-05-10 Alstom Power Schweiz Ag Baden Verfahren und Betrieb einer Kraftwerksanlage
US6830596B1 (en) * 2000-06-29 2004-12-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Electric power generation with heat exchanged membrane reactor (law 917)
US6718772B2 (en) 2000-10-27 2004-04-13 Catalytica Energy Systems, Inc. Method of thermal NOx reduction in catalytic combustion systems
US7121097B2 (en) 2001-01-16 2006-10-17 Catalytica Energy Systems, Inc. Control strategy for flexible catalytic combustion system
US6796129B2 (en) 2001-08-29 2004-09-28 Catalytica Energy Systems, Inc. Design and control strategy for catalytic combustion system with a wide operating range
US20040255588A1 (en) * 2002-12-11 2004-12-23 Kare Lundberg Catalytic preburner and associated methods of operation
US7254951B2 (en) * 2003-01-07 2007-08-14 Lockwood Jr Hanford N High compression gas turbine with superheat enhancement
WO2004065777A2 (en) * 2003-01-17 2004-08-05 Catalytica Energy Systems, Inc. Dynamic control system and method for multi-combustor catalytic gas turbine engine
US7975489B2 (en) * 2003-09-05 2011-07-12 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Catalyst module overheating detection and methods of response
US20050121532A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-09 Reale Michael J. System and method for district heating with intercooled gas turbine engine
JP4496950B2 (ja) * 2004-01-09 2010-07-07 株式会社日立製作所 改質炉システム
US7089744B2 (en) * 2004-07-21 2006-08-15 Steward Davis International, Inc. Onboard supplemental power system at varying high altitudes
US7111462B2 (en) * 2004-07-21 2006-09-26 Steward-Davis International, Inc. Onboard supplemental power system at varying high altitudes
EP1669572A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-14 Vrije Universiteit Brussel Process and installation for producing electric power
US7254950B2 (en) * 2005-02-11 2007-08-14 General Electric Company Methods and apparatus for operating gas turbine engines
US20060236608A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Amjad Khan System for dispensing hydrogen to a vehicle
FR2900934B1 (fr) * 2006-05-09 2012-09-21 Inst Francais Du Petrole Procede de coproduction d'electricite et d'un gaz riche en hydrogene par vaporeformage d'une coupe hydrocarbure avec apport de calories par combustion a l'hydrogene in situ
RU2010114521A (ru) * 2007-09-14 2011-10-20 Хальдор Топсеэ А/С (DK) Совмещенное производство углеводородов и электрической энергии
CA2708154A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Dresser-Rand Company Compressor system and method for gas liquefaction system
SE0900236A1 (sv) * 2009-02-24 2010-08-25 Euroturbine Ab Förfarande för drift av en gasturbinkraftanläggning och en gasturbinkraftanläggning
US20120055168A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-08 General Electric Company System and method for producing hydrogen rich fuel
US20130081407A1 (en) * 2011-10-04 2013-04-04 David J. Wiebe Aero-derivative gas turbine engine with an advanced transition duct combustion assembly
DE102016216437A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-01 Dürr Systems Ag Dampfanlage und Verfahren zum Betreiben einer Dampfanlage
EP3650757A1 (de) * 2018-11-08 2020-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine und verfahren zum betreiben einer gasturbine
US20220289582A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 Kellog Brown & Root Llc Power Augmentation for a Gas Turbine
EP4151839A1 (en) * 2021-09-20 2023-03-22 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method and system for producing a fuel for driving a gas turbine
US11920526B1 (en) * 2022-08-12 2024-03-05 Rtx Corporation Inter-cooled preheat of steam injected turbine engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219732B (de) * 1958-07-12 1966-06-23 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, beispielsweise einer Gasturbine
DE1228856B (de) * 1965-06-09 1966-11-17 M A N Turbo G M B H Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, insbesondere Gasturbinenanlage
DE2303586B2 (de) * 1973-01-25 1976-10-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Gasturbinenanlage mit vollstaendiger kontinuierlicher verbrennung des ihr zugefuehrten brennstoffs
GB1581334A (en) * 1976-07-02 1980-12-10 Cummings D R Providing energy from the combustion of methanol
CA1083835A (en) * 1976-07-14 1980-08-19 International Power Technology, Inc. Regenerative parallel compound dual-fluid heat engine
US4315893A (en) * 1980-12-17 1982-02-16 Foster Wheeler Energy Corporation Reformer employing finned heat pipes
JPS59108809A (ja) * 1982-12-13 1984-06-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合原動システム
JPS60122232A (ja) * 1983-12-07 1985-06-29 Toshiba Corp コンバインドサイクルタ−ビンプラント制御装置
FR2577990B1 (fr) * 1985-02-22 1989-03-03 Electricite De France Procede et installation de production d'energie motrice ou electrique, notamment a turbine a gaz
JPS6267239A (ja) * 1985-09-20 1987-03-26 Toyo Eng Corp ガスタ−ビン動力発生法
JPH0789494B2 (ja) * 1986-05-23 1995-09-27 株式会社日立製作所 複合発電プラント
JPS63280824A (ja) * 1987-05-12 1988-11-17 Agency Of Ind Science & Technol メタノ−ル改質型ガスタ−ビンの運転法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02286835A (ja) 1990-11-27
IT9020038A1 (it) 1991-10-13
US5133180A (en) 1992-07-28
IT9020038A0 (it) 1990-04-13
IT1240297B (it) 1993-12-07
SE9001258L (sv) 1990-10-19
GB9008459D0 (en) 1990-06-13
GB2232721B (en) 1994-03-30
JP2581825B2 (ja) 1997-02-12
SE9001258D0 (sv) 1990-04-05
GB2232721A (en) 1990-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE468910B (sv) Kraftaggregat, vid vilket halten av skadliga foeroreningar i avgaserna minskas
EP3417205B1 (en) Method and equipment for combustion of ammonia
AU2003267609B2 (en) A solid oxide fuel cell system
EP3314166B1 (en) Method and equipment for combustion of ammonia
US7107774B2 (en) Method and apparatus for combined cycle power plant operation
US7040097B2 (en) Gas turbine and associated cooling method
WO2008038497A1 (en) Gas turbine
US6786694B2 (en) Gas turbine and method of operating a gas turbine
JPH10205355A (ja) 燃焼ガスタービン装置及びその運転方法
US5313783A (en) Gas turbine plant
EP0932748A1 (en) Closed loop steam cooled steam turbine
JP2001502399A (ja) 水素燃料発電所
JP2013092146A (ja) 排熱回収ボイラを動作させるシステム及び方法
WO1993011351A1 (en) Apparatus and method for firing low caloric-value gas
EP0488579B1 (en) Pressurized fluidized-bed boiler power plant
JP2002525484A (ja) ガスタービンにおける燃料の予熱方法
US6725663B2 (en) Power plant and associated starting method
WO2024223225A1 (en) Gas turbine arrangement with ammonia cracker and power plant with such and method to operate a gas turbine arrangement
JP2000502163A (ja) ガスタービンの運転方法とこの方法で運転されるガスタービン
JPH10325336A (ja) ガスタービン発電システム
JPH1026029A (ja) ガスタービンエンジンの熱交換装置
RU2136930C1 (ru) Способ работы газотурбинной установки
SU885583A1 (ru) Силова установка
CN114658549A (zh) 动力设备以及操作该动力设备的方法
GB905664A (en) Power plant including a gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 9001258-4

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed