SE508243C2 - Gas-turbine operating cycle with external heat source - Google Patents

Gas-turbine operating cycle with external heat source

Info

Publication number
SE508243C2
SE508243C2 SE9703894A SE9703894A SE508243C2 SE 508243 C2 SE508243 C2 SE 508243C2 SE 9703894 A SE9703894 A SE 9703894A SE 9703894 A SE9703894 A SE 9703894A SE 508243 C2 SE508243 C2 SE 508243C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
heat exchanger
gas
exchanger unit
bodies
working gas
Prior art date
Application number
SE9703894A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9703894L (en
SE9703894D0 (en
Inventor
Laszlo Hunyadi
Original Assignee
Vattenfall Ab
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 Vattenfall Ab filed Critical Vattenfall Ab
Priority to SE9703894A priority Critical patent/SE508243C2/en
Publication of SE9703894D0 publication Critical patent/SE9703894D0/en
Publication of SE9703894L publication Critical patent/SE9703894L/en
Publication of SE508243C2 publication Critical patent/SE508243C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/05Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly characterised by the type or source of heat, e.g. using nuclear or solar energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

The gas-turbine set (5) has a heat-exchanger (3) heating the operating gas (4), one or more turbines (6), a second exchanger (8) cooling the gas downstream of the turbine, and one or more compressors (9). The gas is caused to flow in a closed circuit. An external heat-source supplies the first exchanger. The external heat source contains a large number of similar large separate filler bodies (2) of material which are strong at high temperature and with good heat-conductivity. The heated bodies are contained in a heating system (1) separate from the turbine, and from which they are transported to the first exchanger. Where they are brought into direct contact with the operating gases, to transfer heat to the gases, and are cooled in the process, and then discharged from the exchanger.

Description

508 243 10 l5 20 25 30 35 sor, gasvärmare, turbin, kylare och åter till kompres- Isorn. Vid värmning med fossila bränslen utförs gasvär- maren (luftpannan) med tuber, genom vilka arbetsgasen passerar under upphettning. Eftersom arbetsmediet inte kommer i direktkontakt med förbränningsgaserna kan bil- liga bränslen användas utan risk för nedsmutsning av turbin och värmeväxlare. Gasvärmaren blir å andra sidan stor och dyrbar, och risken är stor för lokal överhett- ning av tuberna. Värmeväxlaren, i vilken värme tillförs till den slutna cykeln, är en kritisk komponent. Arbets- mediet når sin högsta nivå både i tryck och i temperatur vid passagen genom värmeväxlaren. Strävan efter att uppnå höga temperaturer (högre än l0O0°C) gör att tubvärmeväx- lare av olika material blir mindre tillförlitliga. 508 243 10 l5 20 25 30 35 gas heaters, turbines, coolers and back to compressors Isorn. When heating with fossil fuels, gas heating is performed maren (air boiler) with tubes, through which the working gas passes during heating. Because the working medium does not come into direct contact with the combustion gases, the fuels are used without risk of fouling turbine and heat exchanger. The gas heater will be on the other hand large and expensive, and the risk of local overheating of the tubes. The heat exchanger, in which heat is supplied to the closed cycle, is a critical component. Working- the medium reaches its highest level both in pressure and in temperature at the passage through the heat exchanger. The quest to achieve high temperatures (higher than 100 ° C) cause tube heat of different materials become less reliable.

En fördel med den slutna gasturbinen är att gas- trycket före kompressorn kan göras högre än atmosfärs- trycket, varvid samtliga tryck inuti maskinen, och även maskineffekten, stiger i samma proportion. Gasturbinens verkningsgrad är dock tämligen oberoende av storleken på begynnelsetrycket, varför man genom att variera detta kan reglera gasturbinen med god ekonomi. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en gasturbincykel med värmetillförsel från externa, alter- nativa energikällor.An advantage of the closed gas turbine is that the gas the pressure before the compressor can be made higher than atmospheric the pressure, all the pressures inside the machine, and also machine power, increases in the same proportion. Gas turbine efficiency, however, is fairly independent of the size of the initial pressure, why by varying this one can regulate the gas turbine with good economy. The object of the invention is to provide one gas turbine cycle with heat supply from external, alternative native energy sources.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en gasturbincykel som kan ta tillvara över- skottsvärme, restvärme och liknande från energikrävande industriella processer.A further object of the invention is that provide a gas turbine cycle that can take advantage of shot heat, residual heat and the like from energy-intensive industrial processes.

Dessa ändamål uppnås enligt uppfinningen med en gas- turbincykel enligt det inledande stycket, som känneteck- nas av att den externa värmetillförseln innefattar stegen att åstadkomma ett flertal i huvudsak lika stora, sepa- rata fyllnadskroppar av ett material med god hàllfasthet vid hög temperatur och med god värmeledningsförmàga; att värma fyllnadskropparna i en från gasturbinkretsen åt- skild värmeanordning; att transportera de värmda fyll- nadskropparna från värmeanordningen till det första 10 15 20 25 30 35 508 243 värmeväxlaraggregatet; att införa fyllnadskropparna i det första värmeväxlaraggregatet och bringa dessa i direkt kontakt med arbetsgasen för överföring av värme från fyllnadskropparna till arbetsgasen; och att avlägsna de i föregående steget kylda fyllnadskropparna från det första värmeväxlaraggregatet.These objects are achieved according to the invention with a gas turbine cycle according to the introductory paragraph, which that the external heat supply includes the steps to provide a plurality of substantially equal, separate straighten filling bodies of a material with good strength at high temperature and with good thermal conductivity; to heat the filler bodies in a gas turbine circuit separate heating device; to transport the heated fillings bodies from the heating device to the first 10 15 20 25 30 35 508 243 the heat exchanger unit; to insert the filler bodies into it the first heat exchanger unit and bring these in immediately contact with the working gas for heat transfer from the filling bodies for the working gas; and to remove those in previous step cooled the filler bodies from the first the heat exchanger unit.

Vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av de särdrag som anges i underkraven.Further developments of the invention appear from the features set out in the subclaims.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas i exemplifierande syfte och med hänvis- ning till den bifogade ritningen, på vilken: Fig l översiktligt visar de olika komponenter som ingår i en gasturbinkrets, vilken är lämpad att arbeta i en cykel enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 schematiskt visar en ugn för upphettning av fyllnadskroppar, som ingår i gasturbinkretsen enligt fig 1; _ Fig 3 illustrerar en första utföringsform av gastur- binkretsens första värmeväxlaraggregat; Fig 4 illustrerar en andra utföringsform av gastur- binkretsens första värmeväxlaraggregat; och Fig 5 visar en praktisk tillämpning av arbetscykeln för en gasturbinkrets enligt uppfinningen.A preferred embodiment of the invention will come now to be described by way of example and with reference to to the accompanying drawing, in which: Fig. 1 briefly shows the various components which is part of a gas turbine circuit, which is suitable for working in a bicycle according to the present invention; Fig. 2 schematically shows an oven for heating filler bodies included in the gas turbine circuit of FIG 1; Fig. 3 illustrates a first embodiment of the gas the first heat exchanger unit of the bone circuit; Fig. 4 illustrates a second embodiment of the gas the first heat exchanger unit of the bone circuit; and Fig. 5 shows a practical application of the work cycle for a gas turbine circuit according to the invention.

Med hänvisning till fig l visas den principiella uppbyggnaden av en sluten gasturbinkrets eller -system. I en ugn eller panna 1 värmes ett medium 2 som transpor- teras till ett första värmeväxlaraggregat 3. I detta avger nämnda medium 2 en del av sin värme till arbets- gasen 4 i den slutna gasturbinkretsen 5. Till skillnad mot s.k. öppna gasturbinsystem i vilka förbränningsgaser ledes till turbinen för att driva denna utgöres arbets- gasen i det s.k. slutna gasturbinsystemet av en cirku- lerande gas med extern värmetillförsel från en externt anordnad värmekälla, dvs ugnen l. Arbetsgasen 4 är före- trädesvis en inertgas eller en ädelgas, C02, He, H2, 3 strömmar arbetsgasen till en turbin 6 som exempelvis såsom exempelvis N2 etc. Från det första värmeväxlaraggregatet 508 243 10 15 20 25 30 35 driver en generator 7, därefter till ett andra värme- växlaraggregat 8 och sedan till en kompressor 9, vilken drivs av turbinen 6, och slutligen återföres arbetsgasen 4 till det första vämeväxlaraggregatet 3 för nästa arbetscykel. Detta är känd teknik.Referring to Fig. 1, the principal is shown the construction of a closed gas turbine circuit or system. IN an oven or pan 1, a medium 2 is heated which is transported to a first heat exchanger unit 3. In this said medium 2 emits part of its heat to the working the gas 4 in the closed gas turbine circuit 5. Unlike mot s.k. open gas turbine systems in which combustion gases led to the turbine to drive it constitutes the working the gas in the so-called closed gas turbine system of a circulating gas with external heat supply from an external arranged heat source, ie the furnace 1. The working gas 4 is preferably an inert gas or a noble gas, CO2, He, H2, 3, the working gas flows to a turbine 6 such as such as, for example N2 etc. From the first heat exchanger unit 508 243 10 15 20 25 30 35 drives a generator 7, then to a second heating exchanger unit 8 and then to a compressor 9, which is driven by the turbine 6, and finally the working gas is returned 4 to the first heat exchanger unit 3 for the next work cycle. This is known technology.

Det nya hos uppfinningen är att den externa värme- tillförseln från ugnen 1 till kretsen 5 via värmeväxlar- aggregatet 3 ej sker med hjälp av förbränningsgaser från ugnen, såsom är vedertaget, utan med hjälp av fasta krop- par eller fyllnadskroppar 2, företrädesvis av i huvudsak samma storlek och form, varvid klotformen är den opti- mala. Värmeväxlingen sker genom att fyllnadskropparna bringas i direktkontakt med arbetsgasen, såsom kommer att förklaras närmare nedan. Fyllnadskropparna bör uppvisa god värmeledningsförmåga och god hållfasthet vid hög tem- peratur. Exempel pà lämpliga material för fyllnadskrop- _parna är karbid, fiberarmerat keramiskt material, s.k. högtemperaturmetaller, pellets från järnverkens sinter- ugnar och liknande.The novelty of the invention is that the external heating the supply from the furnace 1 to the circuit 5 via the heat exchanger the unit 3 does not take place with the help of combustion gases from oven, as is customary, but by means of solid bodies pairs or filler bodies 2, preferably of substantially the same size and shape, the globe shape being the optimal grind. The heat exchange takes place by filling the bodies brought into direct contact with the working gas, as will be explained in more detail below. The filling bodies should show good thermal conductivity and good strength at high temperatures peratur. Examples of suitable materials for filling bodies The pairs are carbide, fiber-reinforced ceramic material, so-called high temperature metals, pellets from the sintering of ironworks ovens and the like.

Såsom angivits ovan värmes fyllnadskropparna i en ugn 1, exempelvis en sådan som schematiskt visas i fig 2.As stated above, the filler bodies are heated in one oven 1, for example one schematically shown in Fig. 2.

Ugnen kan eldas med förgasad svartlut, biobränsle, pyro- lysgas från avfall och slam etc. Fyllnadskropparna 2 bringas att i ett kontinuerligt förlopp passera genom ugnen på en rost ll och omsvepas av de varma förbrän- ningsgaserna 12. Restvärme från gaserna 12 kan med hjälp av en värmeväxlare 13 utnyttjas för förvärmning av för- bränningsluften.The furnace can be fired with gasified black liquor, biofuel, pyro- nitrous oxide from waste and sludge etc. Filling bodies 2 caused to pass through in a continuous process the oven on a grate ll and wrapped in the hot combustion The residual heat from the gases 12 can help of a heat exchanger 13 is used for preheating the preheater the combustion air.

Detta förfarande kan ge en praktisk möjlighet för värmeutnyttjning vid svartlutförgasning. De korrosiva produkterna, som eventuellt finns kvar i svartlutgasen blir mindre skadliga då överföringen av dessa till gasturbinen blir begränsad. (Endast medryckning på fyllnadskropparnas yta). Dessutom finns det inget syre i gasturbinens arbetsmedium.This procedure can provide a practical opportunity for heat utilization in black liquefied gasification. The corrosive the products, which may remain in the black liquor gas becomes less harmful when the transmission of these to the gas turbine will be limited. (Only push on surface of the filler bodies). In addition, there is no oxygen in it the working medium of the gas turbine.

Det är även möjligt att värma fyllnadskropparna i en i sig känd solugn, i vilken solstràlarna koncentreras med 10 15 20 25 30 35 sin värme, 508 243 hjälp av speglar. Magasinering av varma fyllnadskroppar till solfattiga stunder är tänkbart. Även varma pellets från järnverkens sinterugnar kan användas som fyllnadskroppar.It is also possible to heat the filling bodies in one per se known solar oven, in which the sun's rays are concentrated with 10 15 20 25 30 35 its heat, 508 243 using mirrors. Storage of hot filling bodies to sun-poor moments is conceivable. Even hot pellets from the ironworks' sintering furnaces can be used as filler bodies.

Mald järnmalm förädlas i sinterverk till knytnävs- stora sinterkulor för att senare tillföras masugnen. De färdiga sinterkulorna håller en temperatur kring l0O0° C och kyls f.n. med luft, varvid värmen går förlorad till omgivningen. Restvärmen i sinter vid ett medelstort sin- terverk utgör cza 250 GWh/àr. Det är möjligt att utnyttja sinterkulorna som fyllnadskroppar (efter föregående sepa- rering av stoft) för värmetillförsel till gasturbin- cykeln. En intressant möjlighet öppnas för restvärmeut- nyttjning från industrin.Ground iron ore is processed in sintering into a fist- large sinter balls to be added to the blast furnace later. The finished sintered spheres maintain a temperature around l0O0 ° C and is currently being cooled with air, whereby the heat is lost to the surroundings. The residual heat in sinter at a medium-sized sinter terverk amounts to about 250 GWh / year. It is possible to take advantage the sinter spheres as filler bodies (after the previous dust) for heat supply to the gas turbine the bike. An interesting opportunity opens up for residual heat use from industry.

De varma fyllnadskropparna transporteras till det första värmeväxlaraggregatet 3, där de avger en del av varefter de i förekommande fall àterföres ugnen l för återupphettning. Den tempertur som arbet:- gasen 4 kan komma upp till blir beroende av värmevax_ rens mekaniska tålighet och fyllnadskropparnas tem;»~ turbegränsningar.The hot filling bodies are transported to it the first heat exchanger unit 3, where they emit a part of after which they are returned, if applicable oven l for reheating. The temperature that works: - the gas 4 can come up to become dependent on heat wax_ the mechanical durability of the filling and the tem of the filling bodies; »~ tour limits.

Det hänvisas nu till fig 3, som illustrerar en första utföringsform av det första värmeväxlaraggreça' 3. Värmeväxlaraggregatet innefattar en behållare 14 nar ett inlopp 15 för upphettade fyllnadskroppar 2 och ett utlopp 16 för svalnade fyllnadskroppar. Behållaren 14 uppvisar även ett inlopp 17 för arbetsgasen 4 som skall värmas och ett utlopp 18 för de värmda arbetsgasen, se även fig l. Fyllnadskropparna 2 transporteras på något lämpligt, känt sätt från ugnen l till värmeväxlaraggre- gatet l4 och införes i detta via en första roterande cellmatare eller slussanordning 19. De värmda fyllnads- kropparna bringas att kontinuerligt strömma genom värme- växlaraggregatet med hjälp av tyngdkraften och före- trädesvis uppburna på en spiralformad gallerkonstruktion, eller en konstruktion med lutande steg 21, såsom schema- tiskt illustrerats i figuren. Via en andra roterande 508 245 10 15 20 25 30 35 cellmatare eller slussanordning 20 avlägsnas de av- svalnade fyllnadskropparna. Fyllnadskropparnas strömning genom värmeväxlaraggregatet kan naturligtvis även åstad- kommas tvångsmässigt eller forcerat med hjälp av något lämpligt, känt mekaniskt organ. På sin väg genom värme- växlaraggregatet omspolas fyllnadskropparna av arbets- gasen 4, som strömmar genom detta och som uppvärmes av de varma fyllnadskropparna.Reference is now made to Fig. 3, which illustrates one first embodiment of the first heat exchanger unit ' The heat exchanger unit comprises a container 14 nar an inlet 15 for heated filling bodies 2 and one outlet 16 for cooled filler bodies. Container 14 also has an inlet 17 for the working gas 4 to be heated and an outlet 18 for the heated working gas, see also Fig. 1. The filling bodies 2 are transported on something suitable, known method from the furnace 1 to the heat exchanger unit hole 14 and is inserted therein via a first rotary cell feeder or sluice device 19. The heated filling the bodies are caused to flow continuously through heat the gear unit with the help of gravity and generally supported on a helical grid structure, or a structure with inclined steps 21, such as schematic illustrated in the figure. Via a second rotating 508 245 10 15 20 25 30 35 cell feeder or lock device 20, the removed the filling bodies cooled. The flow of the filling bodies through the heat exchanger unit can of course also provide come forcibly or forcibly with the help of something suitable, known mechanical device. On its way through heating the changer assembly is rinsed the filling bodies by the working the gas 4 flowing through it and heated by the the warm filling bodies.

Fig 4 illustrerar schematiskt en andra utföringsform av det första värmeväxlaraggregatet 3, i vilket de värmda fyllnadskropparna 2 intermittent eller som en sammanhål- len sats 22 införes i aggregatet och intermittent eller som en sammanhållen sats 23 avsvalnade uttages ur aggre- gatet. In- och utmatningen av fyllnadskropparna till respektive från värmeväxlaraggregatet sker med hjälp av en kassett eller cylindrisk skiva 24 med sektorformade _urtag för satserna 22 och 23, som roterar i pilens 25 riktning.Fig. 4 schematically illustrates a second embodiment of the first heat exchanger unit 3, in which they are heated the filling bodies 2 intermittently or as a cohesive batch 22 is inserted into the unit and intermittently or as a cohesive batch 23 cooled is taken from the aggregate gatet. The input and output of the filling bodies to respectively from the heat exchanger unit is done with the help of a cassette or cylindrical disc 24 with sector-shaped recesses for the batches 22 and 23, which rotate in the arrow 25 direction.

Två exempel på värmeväxlaraggregat har presenterats med kontinuerlig respektive intermittent genomströmning, men det är naturligtvis möjligt att modifiera och/eller kombinera dessa då så önskas. Värmeväxlaraggregatet lig- ger på den trycknivå som gasturbincykeln kräver. Tryck- hållningen säkerställes genom tillförsel av färsk arbets- gas från ett förråd 26 till gasturbinkretsen 5 för att kompensera för den arbetsgas som går förlorad vid sluss- anordningarna 19 och 20.Two examples of heat exchanger units have been presented with continuous and intermittent flow, respectively, but it is of course possible to modify and / or combine these when desired. The heat exchanger unit is provides at the pressure level required by the gas turbine cycle. Print- attitude is ensured by the supply of fresh gas from a supply 26 to the gas turbine circuit 5 to compensate for the working gas lost at the lock devices 19 and 20.

Användningen av fyllnadskroppar i den slutna gas- turbincykelns värmetillförsel erbjuder en möjlighet att utnyttja primärenergier vilka svårligen kan utnyttjas i en öppen cykel. Extern svartluftförgasning minskar ris- kerna för turbinkorrosion avsevärt. Förgasningen kan ske vid atmosfärstryck, vilket utgör en fördel. Möjligheten att utnyttja solvärme för gasturbindrift är av intresse.The use of filler bodies in the closed gas the heat supply of the turbine cycle offers an opportunity to utilize primary energies which are difficult to utilize in an open bike. External black air gasification reduces the risk nuclei for turbine corrosion significantly. The gasification can take place at atmospheric pressure, which is an advantage. The opportunity to use solar heat for gas turbine operation is of interest.

Ojämnheter i solinstràlningen kan utjämnas med inrättan- det av ett magasin för varma fyllnadskroppar. Järn- och stàlindustrins produktion av kulsinter omsätter stora 10 15 20 25 30 508 243 energiflöden. Utnyttjandet av sinterkulorna som fyllnads- kroppar för värmetillförseln i gasturbincykeln är lockan- de. Någon regenerering av sinterkulorna behöver inte ske, då de ändå skulle kylas i den ordinarie processen.Irregularities in solar radiation can be evened out by setting up that of a magazine for hot fillers. Iron and the steel industry's production of ball sints has a large turnover 10 15 20 25 30 508 243 energy flows. The use of the sinter balls as filler bodies for the heat supply in the gas turbine cycle are attractive the. No regeneration of the sinter balls needs to take place, then they would still be cooled in the ordinary process.

En praktisk tillämpning av arbetscykeln enligt upp- finningen för en gasturbincykel för elproduktion har visats i fig 5. Efter det att arbetsgasen 4 på ovan be- skrivet sätt uppvärmts i det första värmeväxlaraggregatet 3 strömmar den till en turbin 6, som driver en kompressor 9 och en generator 7. Därefter strömmar arbetsgasen till ett andra värmeväxlaraggregat eller rekuperator 8 där den kyls, eventuellt efter att ha passerat genom en andra turbin 27, som driver en andra kompressor 28 och en andra generator 29, såsom visats i fig 5. När arbetsgasen kylts i värmeväxlaraggregatet 8 och i efterföljande värmeväx- laraggregat 31, 32 komprimeras den i kompressorn 28, _kyles i värmeväxlaraggregatet eller mellankylaren 33, komprimeras i kompressorn 9, värmes i värmeväxlaraggre- gatet 8 och àterföres till värmeväxlaraggregatet 3 för att sluta arbetscykeln. Från förrådet eller källan 26 tillföres färsk arbetsgas under tryck för att kompensera för läckage av arbetsgas i cykeln.A practical application of the work cycle according to the finding for a gas turbine cycle for electricity production has shown in Fig. 5. After the working gas 4 on the above written way heated in the first heat exchanger unit 3, it flows to a turbine 6, which drives a compressor 9 and a generator 7. Then the working gas flows in a second heat exchanger unit or recuperator 8 where it cooled, possibly after passing through a second turbine 27, which drives a second compressor 28 and a second generator 29, as shown in Fig. 5. When the working gas is cooled in the heat exchanger unit 8 and in the subsequent heat exchanger assembly 31, 32 it is compressed in the compressor 28, cooled in the heat exchanger unit or intercooler 33, compressed in the compressor 9, heated in the heat exchanger unit hole 8 and returned to the heat exchanger unit 3 for to end the work cycle. From the store or source 26 fresh working gas is supplied under pressure to compensate for leakage of working gas in the bicycle.

I den illustrerade utföringsformen hänför sig upp- finningen till en sluten gasturbincykel. Det är dock även möjligt att tillämpa den pà en öppen gasturbincykel.In the illustrated embodiment, the the finding of a closed gas turbine cycle. However, it is also possible to apply it to an open gas turbine cycle.

Vidare är uppfinningen ej inskränkt till gasturbiner utan kan även praktiseras på värmning av en arbetsfluid i ett öppet eller slutet kraftsystem som innefattar känsliga komponenter, exempelvis en Stirlingmotor.Furthermore, the invention is not limited to gas turbines but can also be practiced on heating a working fluid in one open or closed power systems that include sensitive components, such as a Stirling engine.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan be- skrivna och på ritningarna visade, utan kan förändras inom ramen för patentkraven.The invention is not limited to the above-mentioned written and shown in the drawings, but can be changed within the scope of the claims.

Claims (10)

508 243 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV508 243 10 15 20 25 30 35 PATENT CLAIMS l. Arbetscykel för en gasturbinkrets (5) som inne- fattar ett första värmeväxlaraggregat (3) för värmning av (4), (6), ett andra värmeväxlaraggregat(8) för kylning av arbets- en arbetsgas åtminstone en gasturbin åtminstone gasen i dess strömningsriktning efter nämnda gasturbin (9), bringas att strömma genom ett slutet system och varvid samt åtminstone en kompressor varvid arbetsgasen cykeln innefattar extern värmetillförsel med hjälp av (3), av att den externa värmetillförseln innefattar nämnda värmeväxlaraggregat k ä n n e t e c k - n a d stegen: A: att åstadkomma ett flertal i huvudsak lika stora, separata fyllnadskroppar (2) av ett material med god hållfasthet vid hög temperatur och med god värmelednings- förmåga; B: att värma fyllnadskropparna (2) i en från gast;:- binkretsen åtskild värmeanordning (l); C: att transportera de värmda fyllnadskropparna från värmeanordningen (1) till det första värmeväxlaz- (3): D: att införa fyllnadskropparna (2) aggregatet i det första värmeväxlaraggregatet (3) och bringa dessa i direkt k::- takt med arbetsgasen (4) för överföring av värme från fyllnadskropparna till arbetsgasen; och E: att avlägsna de i steget D kylda fyllnadskroppar- na från det första värmeväxlaraggregatet (3).An operating cycle for a gas turbine circuit (5) comprising a first heat exchanger unit (3) for heating (4), (6), a second heat exchanger unit (8) for cooling a working gas at least one gas turbine at least the gas in its flow direction after said gas turbine (9), is caused to flow through a closed system and wherein and at least one compressor wherein the working gas cycle comprises external heat supply by means of (3), in that the external heat supply comprises said heat exchanger unit characterized by the steps: A : to provide a plurality of substantially equal, separate filling bodies (2) of a material with good strength at high temperature and with good thermal conductivity; B: heating the filling bodies (2) in a heating device (1) separated from the gas; C: transporting the heated filler bodies from the heating device (1) to the first heat exchanger (3): D: inserting the filler bodies (2) unit into the first heat exchanger unit (3) and bringing them into direct contact with the working gas ( 4) for transferring heat from the filler bodies to the working gas; and E: removing the filling bodies cooled in step D from the first heat exchanger unit (3). 2. Cykel enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att värmeanordningen (1) är en ugn som eldas med biobränsle eller dylikt, en solugn i vilken solstrå- larna koncentreras med hjälp av speglar, en masugn eller liknande.A bicycle according to claim 1, characterized in that the heating device (1) is a furnace fired with biofuel or the like, a solar furnace in which the sun's rays are concentrated by means of mirrors, a blast furnace or the like. 3. Cykel enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att arbetsgasen (4) utgöres av inertgas och/eller ädelgas.Cycle according to Claim 1 or 2, characterized in that the working gas (4) consists of inert gas and / or noble gas. 4. Cykel enligt något av patentkraven 1-3, k ä n - 10 15 20 25 30 35 växlaraggregatet 508 243 n e t e c k n a d av att fyllnadskropparna (2) är till- verkade av karbid, fiberarmerat keramtiskt material el.dyl..Bicycle according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the changer assembly 508 243 is characterized in that the filling bodies (2) are made of carbide, fiber-reinforced ceramic material and the like. 5. Cykel enligt något av patentkraven l-3, k ä n - n e t e c k n a d av att fyllnadskropparna (2) utgöres av varma pellets eller sinterkulor från sinterugnar i järnverk.Bicycle according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the filling bodies (2) consist of hot pellets or sinter balls from sinter furnaces in ironworks. 6. Cykel enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att de värmda fyllnadskrop- parna (2) kontinuerligt införes i det första värmeväxlar- aggregatet (3), bringas att strömma genom detta med hjälp av tyngdkraften eller mekaniska organ och avlägsnas kon- tinuerligt från nämnda värmeväxlaraggregat (3).Cycle according to one of the preceding claims, characterized in that the heated filling bodies (2) are continuously introduced into the first heat exchanger assembly (3), are caused to flow through it by means of gravity or mechanical means and are removed by means of a bicycle. continuously from said heat exchanger unit (3). 7. Cykel enligt något av patentkraven l-5, k ä n - n e t e c k n a d av att de värmda fyllnadskropparna (2) (22) som en sammanhållen sats transpor- som en sammanhållen sats införes i det första värme- (3), teras genom detta under samtidig genomspolning av arbetsgasen och som en sammanhållen sats (23) avlägsnas från nämnda värmeväxlaraggregat (3).Cycle according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the heated filling bodies (2) (22) are transported as a cohesive batch - as a cohesive batch is introduced into the first heating (3) during simultaneous purge of the working gas and as a cohesive charge (23) is removed from said heat exchanger unit (3). 8. Cykel enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att fyllnadskropparna (2) införes i, respektive avlägsnas från, det första värme- växlaraggregatet (3) via en respektive slussanordning (19, 20).Bicycle according to one of the preceding claims, characterized in that the filling bodies (2) are inserted into, or removed from, the first heat exchanger assembly (3) via a respective lock device (19, 20). 9. Cykel enligt något av föregående patentkrav, (26) för att ersätta den k ä n n e t e c k n a d av att färsk arbetsgas tillföres till gasturbinkretsen (5) arbetsgas som gått förlorad vid fyllnadskropparnas (2) passering genom det första värmeväxlaraggregatet (3).Bicycle according to one of the preceding claims, (26) for replacing the characterized in that fresh working gas is supplied to the gas turbine circuit (5) working gas which was lost during the passage of the filling bodies (2) through the first heat exchanger unit (3). 10. Cykel enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att arbetsgasen (4) förvärmes i det andra värmeväxlaraggregatet (8) i dess strömnings- riktning efter kompressorn (9) och före det första värme- växlaraggregatet (3).Cycle according to one of the preceding claims, characterized in that the working gas (4) is preheated in the second heat exchanger unit (8) in its direction of flow after the compressor (9) and before the first heat exchanger unit (3).
SE9703894A 1997-10-24 1997-10-24 Gas-turbine operating cycle with external heat source SE508243C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703894A SE508243C2 (en) 1997-10-24 1997-10-24 Gas-turbine operating cycle with external heat source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703894A SE508243C2 (en) 1997-10-24 1997-10-24 Gas-turbine operating cycle with external heat source

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9703894D0 SE9703894D0 (en) 1997-10-24
SE9703894L SE9703894L (en) 1998-09-21
SE508243C2 true SE508243C2 (en) 1998-09-21

Family

ID=20408739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9703894A SE508243C2 (en) 1997-10-24 1997-10-24 Gas-turbine operating cycle with external heat source

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE508243C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE9703894L (en) 1998-09-21
SE9703894D0 (en) 1997-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1154791C (en) Thermal power equipment
US7723858B2 (en) Power plant having a heat storage medium and a method of operation thereof
US9453432B2 (en) Power generation system
EP2516927B1 (en) Method and arrangement for recovering heat from bottom ash
US8136358B1 (en) Heat reservoir for a power plant
US20080066736A1 (en) Method and apparatus for solar energy storage system using gas and rock
US9377246B2 (en) High temperature solar thermal systems and methods
EP3081770A1 (en) Energy storage system and method
CN202732152U (en) Generators or power plants using Stirling engines
US20250382902A1 (en) System and method for thermal energy storage
US10400636B2 (en) Supercritical CO2 generation system applying plural heat sources
CN102439375A (en) Heat recovery device
US12543769B2 (en) Roasting system
US20110036097A1 (en) System for producing power, in particular electrical power, with a gas turbine and a rotary regenerative heat exchanger
SE508243C2 (en) Gas-turbine operating cycle with external heat source
Casci et al. Heat recovery in a ceramic kiln with an organic rankine cycle engine
US11950619B2 (en) Roasting system
US10266739B2 (en) Compositions, devices, systems and methods for concentrating solar power
US2973623A (en) Elastic fluid power plant with matrices of solid material for heat transfer and regeneration
EP3078817A1 (en) Energy storage system and method
Thekdi et al. Waste heat reduction and recovery options for metals industry
CA3150146C (en) Roasting system for particulate material
WO2008140410A1 (en) Integrated burner and heat exchanger in a combined heat and power system
SE438526B (en) KIT FOR OPERATION OF AN ANTI-POWER PLANT AND PLANT FOR EXECUTION OF THE KIT
EP3075969A1 (en) Energy storage system and method

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed