SE509988C2

SE509988C2 - power plant

Info

Publication number: SE509988C2
Application number: SE9504430A
Authority: SE
Inventors: Roine Braennstroem; Anders Loevgren; Dirk Veenhuizen
Original assignee: Abb Carbon Ab
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 1999-03-29
Also published as: SE9504430L; WO1997021916A1; SE9504430D0

Abstract

A power plant comprises a combustor (1), in which a combustion of a fuel while forming hot flue gases is intended to take place, means (9, 10, 36) for supplying first combustible gases to a location (8, 25) in or in the immediate proximity of the path of said flue gases downstream of the combustor and at least a burner (42, 43) adapted to cause a combustion of the first combustible gases at said location for mixing the gases resulting therefrom with said flue gases for increasing the temperature of the latter. The plant also comprises additional means (34, 35) separated from said means for supplying additional second combustible gases to said location, and said additional means comprise members (35) for optionally regulating the supply of said additional second combustible gases.

Description

15 20 25 30 35 509 988 allehanda för alstrande av värme eller värme och elektricitet. utan även anläggningar I för uppfinningen och det för denna till grund lig- gande problemet belysande, men således ingalunda be- gränsande syfte kommer härefter en PFBC-kraftanlägg- ning, d v s en anläggning för förbränning av partiku- lärt bränsle i en trycksatt fluidiserad bädd, att be- skrivas. En kraftanläggning av detta slag är tidigare 955 hos känd genom exempelvis SE utläggningsskrift 458 samt sökandens svenska patentansökan 9501097-l, vilka de brännbara gaserna tillförs en efterbrännkam- mare, i vilken de förbränns och de därvid resulterande heta gaserna blandas med rökgaserna för höjande av temperaturen hos de senare innan de når en i kraftan- läggningen ingående gasturbin. Bränslebäddens kemi i nämnda förbränningskammare gör det nämligen inte möj- ligt att uppnå rökgaser' med en temperatur högre än cirka 950°C i en sådan kraftanläggning, men den effekt som gasturbinen kan alstra stiger mycket kraftigt med en därutöver ökad temperatur hos drivgasen, d v s rök- gaserna, varför det är önskvärt att höja dessas tempe- ratur till l200-l500°C, ningsgrad hos anläggningen uppnås. så att en högre total verk- Vid drift av en sådan kraftanläggning under dellast, d v s under uttagande av mindre effekt från kraftan- läggningen än vad denna skulle kunna generera, är trycket i kraftanläggningens tryckkärl och rökgasvägar lägre än vid fullast. När utifrån en dellastdrift en lastuppgång önskas har hos de kända kraftanläggningar- detta resulterat i en kortvarig initial sänkning av effekten na av slag hittills en sådan lastuppgång hos hela kraftanläggningen för att den kompressor som drivs av gasturbinen och trycksätter nämnda tryckkärl direkt kräver mer effekt för att kunna trycka in ett 10 15 20 25 30 35 509 988 ökat luftflöde i ^tryckkärlet. En sådan effektökning kan initialt inte åstadkommas i gasturbinen eftersom förbränningsprocessen har en stor tidskonstant. Det ökade effektbehovet hos kompressorn tas därför från den del av gasturbineffekten som går till generatorn men varvid den nyttiga effekten minskar. Vanligtvis, detta är inte nödvändigt, härrör de brännbara gaserna från en förgasningsreaktor som förgasar ett bränsle tillförsel av luft från drivna kompressorn, vilket har till följd att även gasflödet från förgasningsreaktorn till nämnda ställe den av gasturbinen under inledningsvis minskas vid en lastuppgång och denna tar längre tid än vad som vore önskvärt. 15 20 25 30 35 509 988 all kinds of generating heat or heat and electricity. but also plants I for the invention and the problem underlying this, illustrative, but thus by no means limiting, will hereafter be a PFBC power plant, i.e. a plant for the combustion of particulate fuel in a pressurized fluidized bed, to be described. A power plant of this kind is previously 955 known from, for example, SE Offenal 458 and the applicant's Swedish patent application 9501097-1, in which the combustible gases are fed to an afterburning chamber, in which they are burned and the resulting hot gases are mixed with the flue gases to raise the temperature in the latter before they reach a gas turbine included in the power plant. The chemistry of the fuel bed in said combustion chamber does not make it possible to achieve flue gases with a temperature higher than about 950 ° C in such a power plant, but the effect that the gas turbine can generate increases very sharply with an additionally increased temperature of the propellant gas, ie smoke - the gases, which is why it is desirable to raise their temperature to l200-l500 ° C, the degree of cooling of the plant is achieved. When operating such a power plant under partial load, ie while extracting less power from the power plant than it could generate, the pressure in the power plant's pressure vessels and flue gas paths is lower than at full load. When, on the basis of a partial load operation, a load rise is desired in the known power plants, this has resulted in a short-term initial reduction of the power of such a load rise in the entire power plant because the compressor driven by the gas turbine and pressurizes said pressure vessel directly requires more power to be able to force an increased air flow into the pressure vessel. Such an increase in power cannot initially be achieved in the gas turbine because the combustion process has a large time constant. The increased power requirement of the compressor is therefore taken from the part of the gas turbine power that goes to the generator, but the useful power is reduced. Usually, this is not necessary, the combustible gases originate from a gasification reactor which gasifies a fuel supply of air from the driven compressor, which has the consequence that also the gas flow from the gasification reactor to said place is initially reduced by the gas turbine at a load rise and this takes longer time than would be desirable.

SAMMANEAIINlN§_A¥_HBRElNNlNQEH Syftet med föreliggande uppfinning är att råda bot på ovannämnda olägenheter hos tidigare kända kraftanlägg- ningar av det inledningsvis definierade slaget genom att tillhandahàlla en kraftanläggning med ökad flexi- bilitet vad gäller anpassning till det därifrån krävda effektuttaget och framförallt med en ökad förmåga att snabbt anpassa sig till ett krävt ökat effektuttag.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to remedy the above-mentioned disadvantages of previously known power plants of the initially defined type by providing a power plant with increased flexibility in terms of adaptation to the power required therefrom. ability to quickly adapt to a required increased power output.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att en sådan kraftanläggning förses med från nämnda medel se- parata tillkommande medel för tillförande av tillkom- och mande, andra brännbara gaser till nämnda ställe, att nämnda tillkommande medel innefattar organ för valbart reglerande av tillförseln av nämnda tillkom- På detta sätt blir det möjligt att vid en plötsligt påkallad lastuppgång från mande, andra brännbara gaser. en dellastdrift uppnå en mycket snabb lastuppgång, ef- tersom nämnda organ kan regleras att tillföra nämnda tillkommande andra brännbara gaser till nämnda ställe, så att gasflödet till en gasturbin, om anläggningen 10 15 20 25 30 35 509 988 uppvisar en sådan, direkt kan ökas och effektökningen vid lastuppgång accelereras. Genom tillskottsförbrän- ningen vid nämnda ställe uppnås således ett effekt- tillskott, gasturbin. ges till gasturbinen, som i fallet av en kraftanläggning med en som därvid snabbare kan generera mera luft och effekt.This object is achieved according to the invention by providing such a power plant with additional means separate from said means for supplying additional and combustible, other combustible gases to said place, that said additional means comprise means for selectively regulating the supply of said additional means. In this way, it becomes possible in the event of a suddenly called-up load rise from other, combustible gases. a partial load operation achieves a very fast load rise, since said means can be regulated to supply said additional second combustible gases to said place, so that the gas flow to a gas turbine, if the plant has one, can be directly increased and the power increase at load rise is accelerated. Through the additional combustion at the said site, a power supplement, gas turbine, is thus achieved. is given to the gas turbine, which in the case of a power plant with one that can thereby generate more air and power more quickly.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda organ anordnade att hålla tillförseln av de andra brännbara gaserna stängd vid normal drift av effektuttag därifrån. Härigenom kommer nämnda andra brännbara ga- kraftanläggningen vid väsentligen jämnt ser således endast att utnyttjas vid förändring av kraftanläggningens effektuttag, varvid. det då natur- ligtvis rör sig om en ökning av detta effektuttag, och en sådan ökning kan då realiseras snabbare genom möj- ligheten att tillföra de andra brännbara gaserna till nämnda ställe för ökande av rökgasflödet från nämnda ställe och eventuellt dessas temperatur.According to a preferred embodiment of the invention, said means are arranged to keep the supply of the other combustible gases closed during normal operation of power outlets therefrom. As a result, the said second combustible gas-fired power plant will thus only be used in the event of a substantially even change when the power plant's power output is changed, whereby. This is, of course, an increase in this power output, and such an increase can then be realized more quickly by the possibility of supplying the other combustible gases to said place for increasing the flue gas flow from said place and possibly their temperature.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfin- innefattar kraftanläggningen ett organ för ningen tillhandahållande av de detta organ är anordnat att även tillhandahålla de första brännbara gaserna, andra brännbara gaserna och det är anordnat att till- handahålla gaserna genom förgasande av ett flytande Genom att utforma ett sådant eller fast bränsle. förgasningsorgan att även tillhandahålla nämnda andra kan kraftanläggningens uppbyggnad brännbara gaser förenklas.According to another preferred embodiment of the invention, the power plant comprises a means for supplying those means arranged to also provide the first combustible gases, second combustible gases and it is arranged to provide the gases by gasifying a liquid. By designing a such or solid fuel. gasification means to also provide said second, the build-up of combustible gases in the power plant can be simplified.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfin- ningen innefattar' kraftanläggningen en ^behållare för lagring av de andra brännbara gaserna och denna är förbunden med nämnda ställe via en valbart öppningsbar förbindelse. Genom att de andra brännbara gaserna på 10 15 20 25 30 35 509 988 detta sätt finns lagrade i en behållaren kan de momen- tant tillföras nämnda ställe genom öppnande av förbin- delsen. Därvid är det speciellt fördelaktigt att kom- binera denna utföringsform med den föregående, så att förgasningsorganet kan ladda upp behållaren, när det förmår förgasa mer bränsle än man för tillfället öns- kar tillföra nämnda ställe, gaser sedan kan tillföras nämnda ställe när förgas- ningsorganet inte förmår alstra den mängd brännbara och dessa andra brännbara gaser som man då skulle vilja tillföra stället, d v s huvudsakligen vid önskemål om en snabb lastuppgång hos kraftanläggningen. En annan föredragen utföringsform av uppfinningen avser just denna möjlighet och den av- ser en kraftanläggning som innefattar organ anordnade att åstadkomma uppladdningen av behållaren med andra brännbara gaser när tillförseln av nämnda tillkommande andra brännbara gaser till nämnda ställe är stängd.According to another preferred embodiment of the invention, the power plant comprises a container for storing the other combustible gases and this is connected to said place via an optionally openable connection. Because the other combustible gases in this way are stored in a container, they can be momentarily supplied to said place by opening the connection. In this case, it is particularly advantageous to combine this embodiment with the previous one, so that the gasifying means can charge the container, when it is able to gasify more fuel than is currently desired to supply said place, gases can then be supplied to said place when the gasifying means is not able to generate the amount of combustible and these other combustible gases that one would then want to supply to the site, ie mainly in the event of a desire for a rapid load rise at the power plant. Another preferred embodiment of the invention relates precisely to this possibility and it relates to a power plant comprising means arranged to effect the charging of the container with other combustible gases when the supply of said additional second combustible gases to said place is closed.

Således sker uppladdningen av behållaren vid en tid- punkt då det inte krävs någon tillförsel av de andra brännbara gaserna till nämnda ställe.Thus, the container is charged at a time when no supply of the other combustible gases to the said place is required.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfin- ningen innefattar kraftanläggningen organ för styrande av nämnda medel för tillförande av de andra brännbara ställe vid uppträdande av en ökning av den effekt som önskas det möjliga att tillse en mycket snabb sådan effektökning gaserna att tillföra dessa till nämnda uttagas från kraftanläggningen. Härigenom blir av högre upp penetrerade orsaker.According to another preferred embodiment of the invention, the power plant comprises means for controlling said means for supplying the other combustible sites upon occurrence of an increase in the power desired, it is possible to ensure a very rapid such power increase the gases to supply them to said outlet from the power plant. As a result, higher-up penetrated causes.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av upp- finningen innefattar kraftanläggningen en gasturbin avsedd att drivas av nämnda rökgaser. Det uppfinnings- enliga problemet är speciellt accentuerat i det fall definierade en kraftanläggning av det inledningsvis slaget uppvisar en sådan gasturbin, och fördelarna med 10 15 20 25 30 35 509 988 att i ett sådant fall tillföra nämnda andra brännbara gaser är speciellt stora, ehuru det uppfinningsenliga problemet ingalunda är applicerbart endast på kraftan- läggningar med en gasturbin.According to a further preferred embodiment of the invention, the power plant comprises a gas turbine intended to be powered by said flue gases. The problem according to the invention is particularly accentuated in the case defined as a power plant of the initial type having such a gas turbine, and the advantages of supplying said other combustible gases in such a case are particularly great, although it The problem according to the invention is by no means applicable only to power plants with a gas turbine.

Andra föredragna utföringsformer av uppfinningen, vilka har speciellt avseende på kraftanläggningar med trycksättning av brännkammaren och rökgasvägarna ned- ströms därom, och i synnerhet PFBC-kraftanläggningar, är föremål för en rad osjälvständiga patentkrav.Other preferred embodiments of the invention, which relate in particular to power plants with pressurization of the combustion chamber and the flue gas paths downstream thereof, and in particular PFBC power plants, are the subject of a number of dependent claims.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av upp- finningen innefattar kraftanläggningen åtminstone ett rum, i vilket förbränning av nämnda första och andra brännbara gaser samt blandning av de därav resulte- rande gaserna med nämnda rökgaser för temperaturhöj- ning därav är avsedd att ske, och nämnda rum är anord- Ett sådant rum kan enligt en annan föredragen utförings- nat i rökgasernas väg nedströms om brännkammaren. form av uppfinningen vara en s k efterbrännkammare, vilken är anordnad i rökgasernas väg uppströms om gas- turbinen, och det kan enligt en ännu annan föredragen utföringsform av uppfinningen vara en s k reheat- el- ler återuppvärmningskammare, vilken i fallet av minst två gasturbiner hos kraftanläggningen är anordnad i rökgasernas väg mellan de båda gasturbinerna för att höja temperaturen hos rökgaserna som erfarit en tempe- innan dessa ratursänkning i den första gasturbinen tillförs nästföljande gasturbin, så att genom tillfö- rande av de andra brännbara gaserna därtill gasturbi- nens effekt snabbt kan ökas och det effektivt bidrages till en snabb lastuppgáng hos kraftanläggningen. Där- vid är det även möjligt att nämnda medel för tillfö- rande av de tillkommande, andra brännbara gaserna är anordnat att tillföra dessa både till en s k efter- brännkammare och en s k reheatbrännkammare för möjlig- 10 15 20 25 30 35 509 988 het till mycket snabb lastutgång hos en sådan kraftan- läggning.According to a further preferred embodiment of the invention, the power plant comprises at least one chamber, in which combustion of said first and second combustible gases and mixing of the resulting gases with said flue gases for raising the temperature thereof is intended to take place, and said chamber Such a room may, according to another preferred embodiment, be in the path of the flue gases downstream of the combustion chamber. form of the invention is a so-called afterburning chamber, which is arranged in the path of the flue gases upstream of the gas turbine, and according to yet another preferred embodiment of the invention it may be a so-called reheat or reheating chamber, which in the case of at least two gas turbines at the power plant is arranged in the flue gas path between the two gas turbines to raise the temperature of the flue gases which have experienced a temperature - before these temperature reductions in the first gas turbine the next gas turbine is supplied, so that by adding the other combustible gases the gas turbine power can be quickly increased and it effectively contributes to a rapid load rise at the power plant. In this case, it is also possible for said means for supplying the additional, second combustible gases to be arranged to supply these both to a so-called afterburning chamber and a so-called reheat combustion chamber for the possibility of very fast load output at such a power plant.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfinningen kommer att framgå av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav.Additional advantages and advantageous features of the invention will become apparent from the following description as well as other dependent claims.

KQBI_BE$KBl¥NlN§_A1_BlINlN§EN Nedan följer en beskrivning av en såsom exempel anförd föredragen utföringsform av uppfinningen under hänvis- ning till bifogade ritning, på vilken: Den enda fig 1 schematiskt återger en PFBC-kraftan- läggning med en kombinerad gas- och ångcykel (den se- nare ej visad) enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.KQBI_BE $ KBl ¥ NlN§_A1_BlINlN§EN The following is a description of an exemplary preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawing, in which: The single Fig. 1 schematically shows a PFBC power plant with a combined gas. and steam cycle (the one not shown later) according to a preferred embodiment of the invention.

DETALJERAD BESÉRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFÛRM AV UPPFINNINGEN Såsom redan tidigare nämnts är uppfinningen inte på något sätt begränsad till applicering på en PFBC- kraftanläggning, d v s en anläggning för förbränning av partikulärt bränsle i en fluidiserad bädd, applicerad på en sådan för förklaring av uppfinningens trycksatt men den kommer ändock härefter att beskrivas grundtanke, då det för uppfinningen till grund liggan- de problemet är speciellt uttalat vid denna typ av kraftanläggning. Således framställs i den enda figuren schematiskt en del av en sådan kraftanläggning, vilken innefattar en brännkammare 1, som är inrymd i ett kärl 2, vilket kan ha en volym i storleksordningen 104 m3 och 'vilket kan trycksättas till exempelvis cirka 16 bar. Komprimerad luft 3 för trycksättning av brännkam- maren 1 och för fluidisering av en bädd 4 i brännkam- lO 15 20 25 30 35 509 988 maren tillföres tryckkärlet. Den komprimerade luften tillföres brännkammare via schematiskt antydda fluidi- botten fluidisering av den i brännkammaren inneslutna bädden.DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION As already mentioned, the invention is in no way limited to application to a PFBC power plant, i.e. a particulate fuel combustion plant in a fluidized bed, applied to such a pressure for the invention. it will nevertheless be described below basic idea, as the problem underlying the invention is particularly pronounced in this type of power plant. Thus, in the single figure, a part of such a power plant is schematically produced, which comprises a combustion chamber 1, which is housed in a vessel 2, which can have a volume of the order of 104 m3 and which can be pressurized to, for example, about 16 bar. Compressed air 3 for pressurizing the combustion chamber 1 and for fluidizing a bed 4 in the combustion chamber 10 is supplied to the pressure vessel. The compressed air is supplied to the combustion chamber via the schematically indicated fluid bottom fluidization of the bed enclosed in the combustion chamber.

Bädden utgörs av bäddmaterial, och ett partikulärt bränsle, kol, som förbrännes i den till bädden förda fluidise- härefter seringsmunstycken 5 i av brännkammaren för kornformig absorbent företrädesvis krossat ringsluften. Förbränningsgaserna, benämnda rökgaser, från bädden förs sedan via en reningsanlägg- ning 6, viken i exemplet utgörs av ett högtemperatur- filter avsett för höga tryck, och en interceptventil 7 vidare till ett första rum 8 i form av en efterbränn- Till brännbar gas via en ledning 9 från en förgasningsreak- kammare. efterbrännkammaren 8 föres även en tor 10 av känd typ via ett högtemperatursfilter ll, en backventil 12 samt ett organ 13, en ventil, för valbar reglering av flödet i ledningen 9. I efterbrännkamma- ren 8 förbränns de brännbara gaserna, vilka här benäm- nes som första brännbara gaser, i samband med tillför- sel av komprimerad luft via ledningen 14 från en hög- tryckskompressor 15 genom inverkan av en icke visad brännare och blandas med rökgaserna från brännkammaren l för höjande av dessas temperatur, så att de efter- brännkammaren lämnande gaserna uppvisar en temperatur (1200-l500°C) som gör dem väl lämpade som drivgas för drivande av en första gasturbin 16 i form av en hög- trycksturbin. Genom efterbrännkammaren har temperatu- ren på nämnda förbränningsgaser höjts från cirka 850- 950°C till 1200-1500°C.The bed consists of bed material, and a particulate fuel, carbon, which is combusted in the fluidization fluid then fed to the bed, preferably in the ring air for the granular absorbent combustion chamber. The combustion gases, called flue gases, are then carried from the bed via a treatment plant 6, the bay in the example consists of a high-temperature filter intended for high pressures, and an intercept valve 7 on to a first chamber 8 in the form of an afterburner. a line 9 from a gasification reactor chamber. the afterburning chamber 8 also carries a dryer 10 of known type via a high temperature filter 11, a non-return valve 12 and a means 13, a valve, for selectively regulating the flow in the line 9. In the afterburning chamber 8 the combustible gases, which are referred to here as the first combustible gases, in connection with the supply of compressed air via the line 14 from a high-pressure compressor 15 by the action of a burner (not shown) and mixed with the flue gases from the combustion chamber 1 to raise their temperature, so that the afterburning chamber leaves the gases have a temperature (1200-1500 ° C) which makes them well suited as propellant for driving a first gas turbine 16 in the form of a high pressure turbine. Through the afterburning chamber, the temperature of said combustion gases has been raised from about 850-950 ° C to 1200-1500 ° C.

Högtrycksturbinen och högtryckskompressorn är anord- nade på samma axel som en generator 17, ur vilken nyt- tig energi kan uttas. Högtryckskompressorn 15 lever- erar även komprimerad luft till PFBC-brännkammaren l via ledningen 18, fràn vilken ledningen 14 är avgre- nad. Därvid är en interceptventil 19 anordnad mellan 10 15 20 25 30 35 509 988 högtryckskompressorn och brännkammaren 1” Den lever- erar även luft via ledningen 20 för förgasning i för- gasningsreaktorn 10, varvid i denna ledning 20 en kompressor 21 är inkopplad för att öka gastrycket yt- terligare i förgasningsreaktorn, då det är önskvärt att det gasflöde denna levererar har ett högre tryck än det till efterbrännkammaren anländande rökgasflö- det, situation enkelt kan tillföras efterbrännkammaren. I så att de brännbara gaserna i varje given tryck- förgasningsreaktorn förgasas ett flytande eller fast bränsle, i detta exempel partikulärt kol, som vid en understökiometrisk process på känt sätt alstrar bränn- bara gaser. Därvid kan restbränsle fràn förgasningsre- aktorn 10 tillföras bädden 4 i brännkammaren 1 via en bränsleledning 22.The high-pressure turbine and the high-pressure compressor are arranged on the same shaft as a generator 17, from which useful energy can be extracted. The high pressure compressor 15 also delivers compressed air to the PFBC combustion chamber 1 via the line 18, from which the line 14 is branched. Thereby an intercept valve 19 is arranged between the high pressure compressor and the combustion chamber 1 ”. It also supplies air via the line 20 for gasification in the gasification reactor 10, wherein in this line 20 a compressor 21 is connected to increase the gas pressure further in the gasification reactor, since it is desirable that the gas flow it delivers has a higher pressure than the flue gas flow arriving at the afterburning chamber, the situation can easily be supplied to the afterburning chamber. In such a way that the combustible gases in any given pressure gasification reactor gasify a liquid or solid fuel, in this example particulate carbon, which in a substoichiometric process generates combustible gases in a known manner. In this case, residual fuel from the gasification reactor 10 can be supplied to the bed 4 in the combustion chamber 1 via a fuel line 22.

Den i figuren visade PFBC-kraftanläggningen är av ett avancerat slag, då den uppvisar en ytterligare gastur- bin 23, ordnad på samma axel 39 som högtrycksturbinen 16. i form av en mellantrycksturbin, vilken är an- Den i högtrycksturbinen 16 expanderade och temperatursänk- ta gasen förs via en ledning 24 till ett andra rum 25, vilket benämns reheat- eller âteruppvärmningsbrännkam- flöde av mare. Reheatbrännkammaren 25 erhåller ett nämnda första brännbara gaser, härrörande från förgas- ningsreaktorn 10, samt komprimerad luft från hög- tryckskompressorn 15 på samma sätt som efterbrännkam- maren 8, vilket visas pá ritningen genom ledningarna 26 respektive 27, varigenom dessa brännbara gaser för- bränns där via en icke visad brännare och de så bil- dade heta gaserna blandas med rökgaserna frán hög- trycksturbinen för att åter höja dessas temperatur in- nan de förs vidare via ledningen 28 till mellantryck- sturbinen 23. På detta sätt kan den från mellantrycks- turbinen uttagna effekten höjas avsevärt. 10 15 20 25 30 35 509 988 lo De i mellantrycksturbinen 23 expanderade rökgaserna föres till en làgtrycksturbin 29. nar lågtrycksturbinen innehåller fortfarande energi, Pà låg- trycksturbinens 29 axel 40 finns även en làgtrycks- De avgaser som läm- vilken en ekonomiser 30 kan ta tillvara pà. kompressor 31 anordnad, vilken tillföres atmosfärisk luft via ett filter 32. Làgtryckskompressorn drivs så- lunda av làgtrycksturbinen och förser från sitt utlopp högtryckskompressorn 15 med luft som komprimerats i ett första steg. Mellan làgtryckskompressorn och hög- tryckskompressorn är en mellankylare 33 inkopplad för att sänka temperaturen på den luft som tillföres hög- tryckskompressorns 15 inlopp.The PFBC power plant shown in the figure is of an advanced type, as it has an additional gas turbine 23, arranged on the same shaft 39 as the high-pressure turbine 16. in the form of an intermediate pressure turbine, which is an expanded and temperature-lowering turbine 16. take the gas is passed via a line 24 to a second room 25, which is called reheat or reheat combustion flow of mare. The reheat combustion chamber 25 obtains a said first combustible gases, originating from the gasification reactor 10, and compressed air from the high-pressure compressor 15 in the same way as the afterburning chamber 8, as shown in the drawing through the lines 26 and 27, respectively, whereby these combustible gases are combusted. where via a burner (not shown) and the hot gases thus formed are mixed with the flue gases from the high pressure turbine to raise their temperature again before they are passed on via line 28 to the intermediate pressure turbine 23. In this way it can from the intermediate pressure turbine 23. turbine withdrawal power is significantly increased. 10 15 20 25 30 35 509 988 lo The flue gases expanded in the intermediate pressure turbine 23 are fed to a low-pressure turbine 29. when the low-pressure turbine still contains energy, On the shaft 40 of the low-pressure turbine 29 there is also a low-pressure turbine. take advantage of. compressor 31, which is supplied with atmospheric air via a filter 32. The low-pressure compressor is thus driven by the low-pressure turbine and supplies from its outlet the high-pressure compressor 15 with air which is compressed in a first step. Between the low-pressure compressor and the high-pressure compressor, an intercooler 33 is connected to lower the temperature of the air supplied to the inlet of the high-pressure compressor 15.

Vidare uppvisar kraftanläggningen en àngturbinsida, vilken ej är visad här, men antydd genom en i den fluidiserade bädden 4 nedsänkt tubsats 38, vatten cirkuleras och föràngas och överhettas genom i vilken värmeväxling mellan tuberna och bäddmaterialet för upptagande av vid den i bädden genomförda förbrän- ningen alstrat värme.Furthermore, the power plant has a steam turbine side, which is not shown here, but indicated by a tube set 38 immersed in the fluidized bed 4, water is circulated and evaporated and overheated by in which heat exchange between the tubes and the bed material to absorb the combustion carried out in the bed. generated heat.

Den så långt beskrivna kraftanläggningen är i princip förutom att hos tidigare kända kraftan- backventilen 12 Nu skall det nya tidigare känd, läggningar av detta slag filtret ll, samt reglerorganet 13 ej förekommer. och för uppfinningen karaktäristiska beskrivas.The power plant so far described is in principle except that in the case of previously known power non-return valve 12 Now the new previously known, installations of this kind, the filter 11, and the control means 13 do not occur. and characteristic of the invention are described.

Kraftanläggningen innefattar en behållare eller acku- mulatortank 34 för lagrande av brännbara gaser. Acku- mulatortanken 34 är via ett förslutbart ventilorgan 35 förbunden med ledningen 36, via vilken förgasningsre- aktorn JJ) förser efterbrännkammaren och reheatbränn- kammaren med brännbara gaser. Vidare är ledningen 26 från ledningen 36 till reheatbrännkammaren försedd med ett förslutbart ventilorgan 37. Företrädesvis är vid 10 15 20 25 30 35 509 988 11 fullast, d v s då kraftanläggningen drives med max- imalt effektuttag, en tidsperiod öppet för laddande av ackumulatortanken ventilorganet 35 åtminstone under 34 med brännbara gaser härrörande från förgasningsre- aktorn 10, då dessa genom högtryckskompressorns 25 högre tryck vid fullast än vid dellast uppvisar ett så att det uppnås ett högt tryck i ackumu- Vid väsentligen högt tryck, latortanken 34. normal drift av jämnt effektuttag därifrån är det förutom vid nämnda laddning av ackumulatortanken 34 meningen att ventil- Därefter stängs ventilorganet 35. kraftanläggningen vid organet 35 skall vara stängt, medan de båda ventilor- ganen 13 och 37 hålls öppna för tillförsel av nämnda första från till efterbrännkammaren 8 respektive reheatbrännkamma- brännbara gaser förgasningsreaktorn 10 ren 25. Därvid kan genom reglerande av dessa organs 13, 37 strypningsgrad fördelningen av flödet av de brännbara gaserna på de båda kamrarna 8 och 25 regle- ras. Det är naturligtvis även möjligt att helt stänga ehuru det knappast skulle bli Vidare uppvisar anläggningen organ 41, före- för att hålla behål- närmare bestämt vid en temperatur av 800- någon av dessa ventiler, aktuellt. trädesvis en elektrisk värmare, laren varm, 1 O0O°C, ej kondenserar. för att tillse att den andra brännbara gasen Vid dellastdrift hos kraftanläggningen trycksätts kär- let 2 och därigenom brännkammaren l och rökgasvägarna via kompressorerna 31 och 15 till en lägre nivå än vid fullastdrift. När det vid sådan dellastdrift plötsligt uppstår önskemål om ett ökat effektuttag från kraftan- last, är det av vital betydelse för med läggningen, d v s höjande av dess eventuellt till fullastdrift, vilken snabbhet denna lastuppgång kan åstadkommas hur För att öka luft- effekt snabbt trycket i systemet kan ökas. flödet från kompressorn måste gasturbinens 10 15 20 25 30 35 509 988 12 ökas, vilket hos tidigare kända kraftanläggningar har medfört att initiellt varvtalet går ned hos gasturbi- så att det blir varvid då nen och därmed lufttryckskompressorn, en fördröjning av tryckökningen i systemet, även trycket i. gasflödet från förgasningsreaktorn 10 minskar, vilket gör den möjliga lastuppgángen långsam- mare. Föreliggande uppfinning kommer emellertid till- rätta med detta problem genom att reglerorganet 35 är anordnat att öppna vid önskemål om en lastuppgång, varigenom de under högt tryck lagrade brännbara ga- serna från ackumulatortanken 34 tillförs efterbränn- På detta sätt ökas på dessa ställen rökgasflödet och en till- kammaren 8 och/eller reheatbrännkammaren 25. skottseffekt: uppnås hos respektive turbin 16 och 23 i turbin 29, direkt kan leverera mer effekt och öka effekten hos de och även indirekt så att gasturbinerna systemet trycksättande kompressorerna 31 och 15. Häri- genom kan lastuppgången åstadkommas mycket snabbt utan något som helst krav på ett initiellt sänkande av kraftanläggningens effekt för att gasturbinkompressorn direkt kräver mer effekt för att kunna trycka in ett ökat luftflöde i tryckkärlet. önskade lasten väl är fullbordad stängs företrädesvis för att lastuppgång önskas från denna nivå eller från en efter När uppgången till den reglerorganet 35, senare öppnas när en ny en lastnedgång etablerad lägre nivå.The power plant includes a container or accumulator tank 34 for storing combustible gases. The accumulator tank 34 is connected via a closable valve means 35 to the line 36, via which the gasification reactor JJ) supplies the afterburning chamber and the reheat combustion chamber with combustible gases. Furthermore, the line 26 from the line 36 to the reheat combustion chamber is provided with a closable valve member 37. Preferably at 10 15 20 25 30 35 509 988 11 is full, i.e. when the power plant is operated with maximum power output, a time period open for charging the accumulator tank valve member 35 is at least under 34 with combustible gases originating from the gasification reactor 10, as these through the higher pressure of the high-pressure compressor 25 at full load than at partial load have one so that a high pressure is achieved in battery. At substantially high pressure, the lathe tank 34. normal operation of even power output therefrom In addition to said charging of the accumulator tank 34, it is intended that the valve means 35. The power plant at the means 35 shall be closed, while the two valve means 13 and 37 are kept open for supply of the first from to the afterburning chamber 8 and reheat combustion combustible gases the gasification reactor 10 clean 25. Thereby can by regulating these The degree of restriction of the flow of the combustible gases on the two chambers 8 and 25 is regulated. Of course, it is also possible to close completely, even though it would hardly be. Furthermore, the plant has means 41, in order to keep the container more precisely at a temperature of 800- any of these valves, relevant. preferably an electric heater, the heater is warm, 1 O0O ° C, does not condense. to ensure that the second combustible gas During partial load operation of the power plant, the vessel 2 and thereby the combustion chamber 1 and the flue gas paths via the compressors 31 and 15 are pressurized to a lower level than during full load operation. When in such a partial load operation there is a sudden desire for an increased power output from power load, it is vital for the installation, ie raising its possible to full load operation, what speed this load rise can be achieved how To increase air power quickly the pressure in the system can be increased. the flow from the compressor, the gas turbine 10 15 20 25 30 35 509 988 12 must be increased, which in previously known power plants has meant that initially the speed decreases in the gas turbine so that there is then the nen and thus the air pressure compressor, a delay of the pressure increase in the system, also the pressure in. the gas flow from the gasification reactor 10 decreases, which makes the possible load rise slower. The present invention will, however, address this problem in that the control means 35 is arranged to open at the request of a load rise, whereby the combustible gases stored under high pressure from the accumulator tank 34 are supplied afterburning. In this way the flue gas flow and a the chamber 8 and / or the reheat combustion chamber 25. bulkhead power: achieved at turbines 16 and 23 in turbine 29 respectively, can directly deliver more power and increase the power of them and also indirectly so that the gas turbines system pressurizing the compressors 31 and 15. Hereby can the load rise is achieved very quickly without any requirement for an initial reduction of the power plant's power because the gas turbine compressor directly requires more power to be able to push an increased air flow into the pressure vessel. once the desired load is completed, it is preferably closed because the load rise is desired from this level or from one after the Ascent to that control means 35, later opened when a new lower level established a load drop.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till den utan en mängd möjligheter till modifikationer därav ovan beskrivna föredragna utföringsformen, torde vara uppenbara för en fackman på området, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke.The invention is of course not limited in any way to the preferred embodiment described above, but a number of possibilities for modifications thereof, should be obvious to a person skilled in the art, without this departing from the basic idea of the invention.

Med patentkravsdefinitionen "valbar“ avses även en au- tomatisk inställning av ifrågavarande regleringsorgan 10 15 20 25 509 988 13 i beroende av någon speciell driftsparameter inbegri- pas.The definition of claim "optional" also means an automatic setting of the control means in question 10 15 20 25 509 988 13 depending on any particular operating parameter is included.

Att uppladdningen av behållaren för de andra brännbara gaserna stängd tillförsel brännbara gaser till nämnda ställe är ingalunda. att tolka som att en sådan uppladdning sker hela tiden un- sker vid av dessa andra der en sådan stängning eller automatiskt vid varje så- dan stängning.That the charging of the container for the other combustible gases is closed supply of combustible gases to said place is by no means. to interpret as meaning that such a charge takes place at all times is desired by these others where such a closure or automatically at each such closure.

Hos en kraftanläggning med en efterbrännkammare och en reheatbrännkammare är det fullt möjligt att anordna flödet av de andra brännbara gaserna anslutet till en- dast en av dessa brännkammare.In a power plant with an afterburning chamber and a reheat combustion chamber, it is quite possible to arrange the flow of the other combustible gases connected to only one of these combustion chambers.

Vidare är det i sig möjligt att ladda upp behållaren för de andra brännbara gaserna via annat organ än för- gasningsorganet, även i. fall där' ett sådant finnes, exempelvis genom ett gasnät, fastän just kombinationen av ett förgasningsorgan och dettas förbindande med en behållare för uppladdning därav via det förra är spe- ciellt fördelaktigt och därmed intressant.Furthermore, it is per se possible to charge the container for the other combustible gases via a means other than the gasification means, even in cases where such is present, for example through a gas network, although the combination of a gasification means and its connection to a container for charging it via the former is especially advantageous and thus interesting.

De första och andra brännbara gaserna kan, vilket ovan är fallet, men måste inte vara av samma slag.The first and second combustible gases can, as above, but do not have to be of the same kind.

Claims

10 15 20 25 30 35 509 988 14 Batentkrax

A power plant comprising a combustion chamber (1), in which a combustion of a fuel during the formation of hot flue gases is intended to take place, means (9, 10, 36) to one in or in the immediate vicinity of said for supplying first combustible place (8, 25) flue gases downstream of the combustion chamber and at least gases a burner arranged to effect combustion of the first combustible gases at said place for mixing the resulting gases with said flue gases to raise the temperature of the latter, Käg; characterized in that it further comprises additional means (34, 35) separate from said means for supplying additional, other combustible gases to said place (8, the means regulating 25), comprises means and that said additional means (13, 35) , 37) the supply of additional combustible gases for optionally mentioned additional.

Power plant according to claim 1, (35) selenium of the other combustible gases to said location (8, 25) at substantially even power output therefrom. due to the fact that said means are arranged to keep closed during normal operation of the power plant

Power plant according to claim 1 or 2, characterized (10) for the supply gases, and to also provide those thereof, comprising this means is that it comprises a means of the first combustibles arranged to second combustible gases. kånnefenknad thereof. arranged to provide

A power plant according to claim 3, wherein said means (10) are the gases by gasifying a liquid or solid fuel. feels; (34) and that

Power plant according to any one of claims 1-4, characterized in that for storing it it comprises a container other combustible gases, with said place (8, 25) selectably openable connection. this is connected via a

Power plant according to claim 5, characterized in that it comprises means (41) for keeping the container (34) heated at such a high temperature that the other combustible gases contained therein cannot condense in the container.

Power plant according to claim 2, wherein it comprises means (10, 35) arranged to effect charging of the container with other combustible gases when the supply of said additional second combustible gases to said place (8, 25) is closed.

A power plant according to claim 2, characterized in that (13, 35, 37) comprises comprising means for controlling said means for supplying them of the other combustible gases to said location (8, 25) upon occurrence of an increase of the desired power is extracted from the power plant.

A power plant according to claim 5, that (10) and that it is arranged to charge with respect to the characteristic thereof, comprises for (34), with the means loading of the container combustible said second a container gases achieving overpressure therein with the pressure said flue gases. is intended to have at said place (8, 25). 509 988 16

Power plant according to any one of claims 1-9, characterized in that it comprises a pressure vessel (2) receiving a combustion chamber (1) intended to be pressurized to produce an overpressure in the combustion chamber and the flue gas paths downstream thereof.

A power plant according to any one of claims 1-10, characterized in that it comprises a gas turbine (16, 23, 29) intended to be driven by said flue gases.

Power plant according to claims 10 and 11, characterized in that it comprises one or more compressors (15, 31) arranged to be driven by the gas turbine (16, 23, 29) to produce an overpressure in the pressure vessel (2).

Power plant according to claims 4 and 11, characterized in that it comprises a compressor (15) driven by the gas turbine (16, 23) arranged to supply the gasifying means (10) with compressed air for gasifying said further fuel.

Power plant according to any one of claims 1-13, Käg; ggtggknåd by the fact that it is a PFBC power plant, i.e. a plant for burning particulate fuel in a pressurized fluidized bed.

Power plant according to any one of claims 11-13, characterized in that it comprises at least one chamber (8, 25), in which combustion of said first and second combustible gases and mixing of the resulting gases with said flue gases for raising the temperature hence is intended to take place, and that said chamber is arranged in the path of the flue gases downstream of the combustion chamber (1). lO 15 20 17 509 988

A power plant according to claim 15, wherein said chamber (8) is arranged in the path of the flue gases upstream of the gas turbine (16) to bring the flue gases to a temperature suitable for driving the gas turbine.

A power plant according to claim 15 or 16, wherein it comprises in the path of the flue gases at least two after (16, 23), of said kind are arranged in each other gas turbines (25) the path of the flue gases between the two gas turbines so as to raise a space the temperature of the flue gases which have experienced a temperature drop in the first gas turbine (16) before these are supplied to the next gas turbine (23).

Power plant according to claims 16 and 17, characterized by; in that it comprises means (13, 37) arranged to distribute a flow of said second combustible gases between the two spaces (8, 25).