CZ2007340A3 - Zpusob výroby elektriny s plynovou turbinou z pevných paliv i z odpadního tepla a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Zpusob se týká výroby elektriny s plynovou turbinou kde jako zdroj primární energie lze využít pevná fosilní paliva, alternativní paliva a odpady prijejich spalování se vzduchem nebo kyslíkem. Pracovním médiem je paroplynová smes plynu dodávaného kompresorem (22) a páry chladícího média z chlazenéspalovací komory (1), kdy vstrikované médium se do plynu dopravovaného kompresorem (22) vstrikuje pred kompresorem (22) nebo pred ohrívákem (7) paroplynové smesi nebo alespon mezi nekterými díly ohríváku (7). Plynová turbína (28) muže být použita vespojení s regeneracním výmeníkem nebo se zarízením Rankinova Clausiova parního cyklu využívajícího teplo odpadních spalin z plynové turbíny (28). Plynová turbína (28) pracuje s tzv. vlhkým behem, cožumožnuje využít teplo chladícího média spalovací komory (1) i isotermickou kompresi pri stlacení plynu vytvárejícího pracovní medium plynové turbíny (28), kterým je spolu s tímto plynem i pára chladícího média spalovací komory (1). Teplotu paroplynové smesi pred i za plynovou turbínu (28) lze zvýšit pritopením a teplotu paroplynové smesi za plynovou turbínu (28) lze zvýšit opetovným ohrevem spalinami spalovaného primárního paliva.

Description

Způsob výroby elektřiny s plynovou turbinou z pevných paliv i z odpadního tepla a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby elektřiny, případné způsobu kogenerační výroby elektřiny a tepla, založeného na využití primární energie fosilních paliv, jakož i primární energie alternativních paliv a odpadů, jejich spalováním, případně na využití tepla odpadních spalin, a to s využitím plynové turbíny s nepřímým ohřevem, případně kombinovaného oběhu s takovou plynovou turbínou a parním oběhem a zabývá se způsoby vytvoření paroplynové směsi jako pracovního média plynové turbíny, jejím ohřevem na pracovní, teplotu a jejím ochlazením při dosažení co největšího využití odpadního tepla při kondenzaci maximálního možného množství páry z této paroplynové směsi.

Dosavadní stav techniky

Většina elektřiny se dnes vyrábí v kondenzačních elektrárnách, u nichž se pro transformaci tepelné energie pracovního média (páry) na energii mechanickou využívá Rankinův-Clausiův parní oběh - dnes dosahované účinnosti při transformaci primární energie, např. uhlí při jeho spalování, na energii elektrickou jsou při nadkritických parametrech páry cca 45%.

Z hlediska dosahované celkové účinnosti transformace primární energie paliv na energii elektrickou jsou dnes nejúspěšnější kombinované paroplynové oběhy, jejichž účinnost je vyšší než 50% a dosažitelná je dnes hodnota 60%. Jako palivo se však používají jakostní plynná a kapalná paliva.

Pro využití primární energie tuhých fosilních paliv, alternativních paliv a odpadů k výrobě elektřiny nebo ke kogenerační výrobě elektřiny a tepla se dnes využívá převážně RankinůvClausiův oběh, případně Organický Rankinův-Clausiův oběh (ORC) při spalování např. biomasy. Dosahované účinnosti transformace energie při výrobě elektřiny jsou výrazně nižší než při využiti kombinovaného paroplynového cyklu.

Pro využití primární energie tuhých paliv pomoci Braytonova oběhu je dnes k dispozici IGCC oběh založený na zplyňování pevných paliv a odpadů s následným spalováním získaného plynu v plynové turbíně.

Využívají se i plynové turbíny s nepřímým ohřevem pracovního média, např. spalinami ze spalování biomasy a odpadů, vyvíjí se i systémy u nichž pracovním médiem plynové turbíny jsou přímo spaliny vzniklé spálením tuhých paliv,

U všech těchto systémů využívajících Braytonův oběh se musí zajistit potřebná čistota plynu nebo spalin vstupujících do plynové turbíny.

Vyvíjí se i systémy se spalováním paliv s kyslíkem, cílem je umožnit separaci CO₂ vzniklého spalováním a jeho možné následné využití, či pravděpodobnější možnost jeho ukládání při vyloučení negativního vlivu na životní prostředí.

Podstata vynálezu

Výhodou provedení podle vynálezu je, že jako zdroj primární energie pro výrobu elektřiny nebo kogenerační výrobu elektřiny a tepla lze využít pevná fosilní paliva, alternativní paliva a odpady při jejich spalování se vzduchem nebo s kyslíkem v osvědčených běžně používaných typech spalovacích zařízení, např. s roštovým, práškovým nebo fluidním ohništěm.

999

9 9 ·

··· ·*« « · ··· • · · • · t *

999 • » • · 9

9 9 «

Spalovací zařízeni jsou v běžném provedení, chlazená jsou jako u klasických kotlů vodou a získané teplo chlazením se využije k dosažení potřebného tepelného příkonu pracovního média plynové turbíny.

Jako zdroj primární energie může být použito i teplo odpadních plynů z různých zařízení.

Výhodou je i to, že plynová turbína může být použita ve spojení s rekuperátorem nebo se zařízením Rankinova-Clausiova parního cyklu využívajícího teplo odpadních spalin z plynové turbíny.

Výhodou je i to, že plynová turbina pracuje s tzv. vlhkým oběhem, což umožňuje využít teplo chladícího média spalovací komory i isotermickou kompresi při stlačení plynu vytvářejícího pracovní médium plynové turbíny, kterým je spolu s tímto plynem i pára chladícího média spalovací komory.

Výhodou je i to, že teplotu paroplynové směsi před i za plynovou turbínou lze zvýšit přitopením např. zemním plynem a že teplotu paroplynové směsi za . plynovou turbínou lze zvýšit opětovným ohřevem spalinami spalovaného primárního paliva.

Výhodou je dále i to, že systém lze provozovat jako elektrárenský zdroj nebo jako zdroj kogenerační.

Přehled obrázků na výkresech

Energetický cyklus podle vynálezu je v příkladných provedeních znázorněn na výkresech, kde obr.1 znázorňuje zapojení s chlazenou spalovací komorou pro spalování fosilních i alternativních paliv a odpadů s využitím Braytonova vlhkého cyklu a Rankinova-Clausiova parního oběhu, obr.2 znázorňuje zapojení pro využití Braytonova vlhkého cyklu pro využití citelného tepla odpadních spalin různých agregátů a obr. 3 až 17 znázorňují alternativní provedení paroplynového energetického cyklu, přičemž na obr,3 je znázorněno zapojení s chlazenou spalovací komorou s využitím Braytonova a Rankinova-Clausiova oběhu při využití citelného tepla ochozích spalin a návratem kondenzátu, na obr.4 je znázorněno zapojení, s chlazenou spalovací komorou nebo tepelným agregátem při využití jen Braytonova oběhu s návratem kondenzátu, na obr.5 je znázorněno zapojení s Braytonovým vlhkým cyklem pro využití citelného tepla odpadních plynů s předehřevem vstřikované vody a návratem kondenzátu, na obr.6 je znázorněno zapojení s předehřevem přídavného chladícího média, na obr.7 je znázorněno zapojení s předehřevem vzduchu před kompresorem, na obr.8 je znázorněno alternativní zapojení vstřikovaného média, na obr.9 je znázorněno zapojení pro isotermickou kompresi, na obr.10 je znázorněno zapojení pro zvýšení tepioty paroplynové směsi za turbínou ohřevem spalinami nebo odpadním plynem, na obr.11 je znázorněno zapojení pro zvýšení teploty páry před parní turbínou spalinami nebo odpadním plynem, na obr. 12 je znázorněno zapojení pro zvýšení teploty paroplynové směsi před plynovou turbínou přídavným spalováním např. zemního plynu, na obr. 13 je znázorněno zapojení pro zvýšení teploty paroplynové směsi za plynovou turbinou přídavným spalováním např. zemního plynu a obr.14 znázorňuje zapojení s předehřevem chladícího média spalinami, na obr.15 je znázorněno zapojení s předehřevem vstřikovaného média, na obr. 16 je znázorněn bezemisní cyklus při spalování s kyslíkem a na obr. 17 je znázorněno zapojení s předřazenou vysokotlakou parní turbínou.

• *«·

Příklady provedení vynálezu

Energetický cyklus se podle příkladného provedení na obr.1 sestává zchlazené spalovací komory 1 s přívodem paliva 2 a přívodem 3 spalovacího vzduchu, dále s přívodem 4 chladícího média a výstupem 5 páry chladícího média, která je kanálem 6 horkých spalin spojena s ohřívákem 7 paroplynové směsi s přívodem 8 paroplynové směsi a odvodem 9 paroplynové směsi, který je připojen ke komínu 17. Chlazená spalovací komora i a ohřívák 7 paroplynové směsi jsou v tomto případě zařízeními paroplynového generátoru 87. Chlazená spalovací komora 1 může být v tomto příkladném provedení s ohništěm roštovým, práškovým nebo fluidním na spalování různých druhů uhlí, alternativních paliv i odpadů, nebo s jakýmkoliv jiným. vhodným ohništěm. Přívod 4 chladicího média je připojen k potrubí 18 chladícího média s napájecím čerpadlem 19, které je připojeno k nádrži 20 chladícího média. Výstup 5 páry chladícího média je připojen ke směšovacímu kusu 21, který je připojen k výstupu z kompresoru 22 se sacím potrubím 23 vzduchu. Směšovací kus 21. je dáie spojovacím potrubím 24 připojen k přívodu 8 paroplynové směsi. Odvod 9 paroplynové směsi je přívodním potrubím 27 připojen k plynové turbíně 28 s generátorem, jejíž výstup je výstupním potrubím 29 paroplynové směsi připojen k zařízení 30 parního Rankinova-Clausiova oběhu, který se sestává z parního generátoru 31. na odpadní teplo s potrubím 49c kondenzátu a sběrným potrubím 50 kondenzátu, dáte z parní turbíny 32 s generátorem, kondenzátoru 33, chladící věže 34, nádrže 35 kondenzátu a napájecího čerpadla 36 kondenzátu. Výstup paroplynové směsi ze zařízení 30 Rankinova-Clausiova oběhu je připojen k odfukovému potrubí 48 pracovního média.

Energetický cyklus se podle alternativního provedení na obr.2 sestává z agregátu 61 produkujícího odpadní plyn o potřebné teplotě, např. z ohřívací pece, vysokoteplotního palivového článku, který je plynovým kanálem 62 připojen k ohříváku 7 paroplynové směsí a dále je připojen ke komínu 17. Přívod 8 paroplynové směsi je paroplynovým potrubím 54, v němž je směšovací chladič 55', regenerační výměník 56 a směšovací chladič 55, připojen k výstupu kompresoru 22 se sacím potrubím 23 vzduchu. Odvod 9 paroplynové směsi je přívodním potrubím 27 připojen ke vstupu plynové turbíny 28, jejíž výstup je výstupním potrubím 29 paroplynové směsí spojen s regeneračním výměníkem 56, jehož výstup je připojen k odfukovému potrubí 48 pracovního média. Směšovací chladiče 55 a 55' jsou vstřikovacím potrubím 60 a 60’ připojeny k tlakovému potrubí 59 se vstřikovacím čerpadlem 71. které J^e připojeno k zásobníku 69 vstřikovaného média.

V alternativním provedení na obr.3 se energetický cyklus sestává z chlazené spalovací komory 1 s přívodem paliva 2 a přívodem 3 spalovacího vzduchu, dále s přívodem 4 chladícího média a výstupem 5 páry chladícího média, která je kanálem 6 horkých spalin spojena s ohřívákem 7 paroplynové směsi s přívodem 8 paroplynové směsi a odvodem 9 paroplynové směsi, který je spalinovým kanálem 10 připojen k ohříváku 1_1 spalovacího vzduchu s výstupem 12 horkého vzduchu a vstupem 13 předehřátého vzduchu. Chlazená spalovací komora 1, ohřívák 7 paroplynové směsi a ohřívák H spalovacího vzduchu jsou v tomto případě zařízeními paroplynového generátoru 87. Za ohřívákem H spalovacího vzduchu je dále připojen odlučovač 14 tuhých znečišťujících látek, zařízení 15 pro čistění spalin, spalinový ventilátor 16 a komín 17. Přívod 4 chladícího media je připojen k potrubí 18 chladícího média s napájecím čerpadlem 19, které je připojeno k nádrži 20 chladícího média. Výstup 5 páry chladícího média je připojen ke směšovacímu kusu 21, který je připojen k výstupu kompresoru 22 se sacím potrubím 23. Směšovací kus 21 je spojovacím potrubím 24, v němž je vstřikový chladič 25, který je potrubím 26 vstřikovaného média připojen k potrubí 18 chladícího média, dále připojen k přívodu 8 paroplynové směsi. Odvod 9 paroplynové směsi je přívodním potrubím 27 připojen k plynové turbíně 28 s generátorem, jejíž výstup je výstupním potrubím 29 paroplynové směsi připojen k zařízení 30 parního Rankinova-Clausiova oběhu. Výstup paroplynové směsi ze zařízení 30 parního Rankinova-Clausiova oběhu je přiváděcím potrubím 37 připojen k předehřívači 38 spalovacího vzduchu, který je na straně chladícího média výstupním kanálem ’φ »·« * * ··· « · · « · • * · · ··» a·· ·* ·*· a

ohřátého vzduchu připojen k ohříváku 11. spalovacího vzduchu a vstupním kanálem 40 studeného vzduchu připojen k ventilátoru 41 spalovacího vzduchu. Výstup paroplynové směsi z předehřívače 38 spalovacího vzduchu je odvodním potrubím 42 připojen k ohřívači 43 teplé užitkové vody, který je na straně výstupu paroplynové směsi připojen odváděcím potrubím 44 k separačnímu kondezátoru 45 se vstupem 46 a výstupem 47 ochlazovacího média. Tento je na straně výstupu pracovního média připojen k odfukovému potrubí 48 pracovního média a na straně výstupu kondenzátu je připojen k potrubí 49 kondenzátu, které je zaústěno do sběrného potrubí 50 kondenzátu, do něhož jsou zaústěna potrubí 49a, 49b a 49c kondenzátu z ohřívače 43 topné užitkové vody, předehřívače 38 spalovacího vzduchu a parního generátoru 31, a které je připojeno k nádrži 20 chladícího média. V alternativním zapojení může být pořadí zapojení předehřívače 38 spalovacího vzduchu a ohřívače 43 teplé užitkové vody zaměněno nebo může být ohřívač 43 teplé užitkové vody vynechán nebo muže být vynechán separační kondenzátor 45, případně může být použita kombinace uvedených možností.

V alternativním provedení podle obr.4 se energetický cyklus sestává z chlazeného tepelného agregátu 51, např. ohřívací pece s odparným chlazením, ale i chlazené spalovací komory, s přívodem 2 paliva a s přívodem 3 spalovacího vzduchu, dále s přívodem 4 chladícího média a výstupem 5 páry chladícího média, který je kanálem 6 horkých spalin spojen s ohřívákem 7 paroplynové směsi s přívodem 8 a odvodem 9 paroplynové směsi, který je spalinovým kanálem W spojen s ohřívákem H spalovacího vzduchu s výstupem 12 horkého vzduchu a vstupem 13 předehřátého vzduchu. Za ohřívákem H spalovacího vzduchu je dále připojen spalinový ventilátor 16 a komín 17. Přívod 4 chladícího média je přívodním potrubím 52 chladícího média připojen k výtlačnému potrubí 53 chladícího média, v němž je napájecí čerpadlo 19, a které je připojeno k nádrži 20 chladícího média. Výstup 5 páry chladícího média je připojen ke směšovacímu kusu 21, který je připojen jak k výstupu kompresoru 22 tak k přívodu 8 paroplynové směsi a to paroplynovým potrubím 54, v němž je směšovací chladič 55, dále regenerační výměník 56 a směšovací chladič 55'. Odvod 9 paroplynové směsi je přívodním potrubím 27 připojen ke vstupu plynové turbíny 28, jejíž výstup je výstupním potrubím 29 paroplynové směsi připojen ke vstupu regeneračního výměníku 56. Tento je propojovacím potrubím 57, v němž je předehřivač 58 vstřikovaného média a ohřívač 43 teplé užitkové vody, připojen k separačnímu kondenzátoru 45, který je na straně výstupu pracovního média připojen k odfukovému potrubí 48 pracovního média a na straně kondenzátu k potrubí 49 kondenzátu, které je zaústěno spolu s potrubím 49' a 49 kondenzátu od ohřívače 43 teplé užitkové vody a předehřívače 58 vstřikovaného média do sběrného potrubí 50 kondenzátu, které je připojeno k nádrži 20 chladícího média. K výtlačnému potrubí 53 chladícího média je připojeno tlakové potrubí 59 vstřikovaného média, které je připojeno ke vstupu předehřívače 58 chladícího média, jehož výstup je vstřikovacím potrubím 60 a 6Q připojen k směšovacímu chladiči 55 a 5S.

V alternativním provedení podle obr.5 sestává energetický cyklus z agregátu 61 produkujícího odpadní plyn o potřebné teplotě, např. z ohřívací pece, vysokoteplotního palivového článku, který je plynovým kanálem 62 připojen k ohříváku 7 paroplynové směsi, dále plynovým potrubím 63 k ohříváku 64 vstřikovaného média s výstupem 65 znečištěného kondenzátu a dále výstupním kanálem 66 s odsávacím ventilátorem 67 ke komínu 17, Přívod 8 paroplynové směsi je paroplynovým potrubím 54, v němž je směšovací chladič 551, regenerační výměník 56 a směšovací chladič 55, připojen k výstupu kompresoru 22 se sacím potrubím 23. Odvod 9 paroplynové směsi je přívodním potrubím 27 připojen ke vstupu plynové turbíny 28 s generátorem, jejiž výstup je výstupním potrubím 29 paroplynové směsi spojen se vstupem paroplynové směsi do regeneračního výměníku 56, jehož výstup paroplynové směsi je propojovacím potrubím 57 spojen s předehřívačem 58 vstřikovaného média. Tento je odvodním potrubím 68 spojen s ohřívačem 43 teplé užitkové vody a odváděcím potrubím 44 se separačním kondenzátorem 45, jehož výstup pracovního média je připojen k odfukovému potrubí 48 pracovního média a výstup kondenzátu je připojen k potrubí 49 kondenzátu. Toto je zaústěno spolu s potrubím 49’a 49 kondenzátu od ohřívače 43 topné užitkové vody a • ··· * · «

Μ* předehrívačé 58 vstřikovaného média do sběrného potrubí 50 kondenzátu, které je připojeno k zásobníku 69 vstřikovaného média s přívodem 70 přídavného vstřikovaného média. Zásobník 69 vstřikovaného média je tlakovým potrubím 59 se vstřikovacím čerpadlem T\ připojen k předehřívači 58 vstřikovaného chladícího média. Tento je vstupním potrubím 72 připojen ke vstupu ohříváku 64 vstřikovaného média, jehož výstup je vstřikovacím potrubím 60 a 601 připojen k směšovacím chladičům 55 a 55'.

U tohoto alternativního zapojení mohou být v alternativním provedení použita zapojení podle alternativních provedení na obr.6 a to pro předehřev přídavného chladícího média ze vstupního potrubí 78 přídavného média, dále na obr.7 pro předehřev vzduchu před kompresorem 22, na obr,9 pro isotermickou kompresi u kompresoru 22 a na obr. 12 pro zvýšení teploty před plynovou turbínou 28.

V alternativním provedení podle obr.6 je před separačním kondenzátorem 45 zařazen výměník tepla 77 pro předehřev přídavného chladícího média, který je na straně vstupu chladícího média připojen ke vstupnímu potrubí 78 přídavného chladícího média a na straně výstupu chladícího média je připojen k nádrži 20 chladícího média.

V alternativním provedení podle obr.7 je za předehrívačem 38 spalovacího vzduchu zařazen ohřívač 79 nasávaného pracovního plynu, který je na straně vstupu plynu připojen k sacímu potrubí 23 a na straně výstupu plynu k propojovacímu potrubí 88, které je připojeno ke kompresoru 22 a ve. kterém je vstřikový chladič 25a, který je potrubím 26a vstřikovaného média připojen k potrubí 18 chladícího média.

V alternativním provedení podle obr.8 je vstřikový chladič 25b umístěn mezi díly 7, Tj ohříváku 7 paroplynové směsi a chladič 26c je umístěn v přívodním potrubí 27, přičemž s potrubím 18 chladícího média jsou propojeny potrubím 26b a 26c vstřikovaného média. Přitom ohřívák 7 paroplynové směsi může mít více dílů než dva znázorněné, např. membránové stěny, díly konvekční části ohříváku, díly sálavé částí ohříváku a mezi nimi může být více vstřikových chladičů 25b než je znázorněno,

V alternativním provedení podle obr.9 je vsání kompresoru 22 umístěn rozstřikovač 80 chladícího média pro isotermickou kompresi, který je potrubím 81 rozstřikovaného média, v němž je zabudován tepelný výměník 82 pro ohřev rozprašovaného média, připojen k potrubí 18 chladícího média.·

V alternativním provedení podle obr.10 je v toku spalin z chlazené spalovací komory 1 zařazen spolu s ohřívákem 7 paroplynové směsí, např. paralelně nebo i jiným způsobem, přihřívač 83 paroplynové směsi, který je na vstupní straně výstupním potrubím 291 připojen k výstupu plynové turbíny 28 a na výstupní straně výstupním potrubím 29 ke vstupu parního generátoru

31, přičemž přihřívač 83 paroplynové směsi může být proveden z několika dílů.

V alternativním provedení podle obr.11 je v toku spalin z chlazené spalovací komory 1 zařazen spolu s ohřívákem 7 paroplynové směsi, např. paralelně s ním nebo i jiným způsobem, prihřívák 84 páry, který je na vstupní straně parním spojovacím potrubím 89 spojen s výstupem parního generátoru 31 a na výstupní straně parním spojovacím potrubím 89' se vstupem parní turbiny

32, přičemž prihřívák 84 páry může mít několik dílů,

V alternativním provedení podle obr.12 je v přívodním potrubí 27 před plynovou turbínou 28 zabudováno zařízení 85 pro přídavné spalování, např. spalovací komora nebo hořák, které je připojeno k palivovému přívodu 86, plynného nebo kapalného paliva, např. zemního plynu.

V alternativním provedení podle obr.13 je ve výstupním potrubí 29 paroplynové směsi před parním generátorem 31 zabudováno zařízení 851 pro přídavné spalování, např. spalovací • · · v » · · · » · ♦ · · • · * · • 9« I V ff «4 ·* · komora nebo hořák, které je připojeno k palivovému přívodu 86', plynného nebo kapalného paliva, např. zemního plynu.

V alternativním provedeni podle obr.14 je za ohřívákem 7 paroplynové směsi situován spalinový ohřívák 73 chladícího média, který je připojen připojovacím potrubím 74 k potrubí 18 chladícího média a spojovacím potrubím 75 k přívodu 4 chladícího média chlazené spalovací komory í

V alternativním provedení podle obr.15 je v paroplynové směsi, např. za předehřívačem 38 spalovacího vzduchu, zařazen výměník 90 pro ohřev vstřikovaného média, který je na vstupu vstřikovaného média připojen k přívodnímu potrubí 91, kterým se přivádí vstřikované médium, např. studený kondensát, a na výstupu je připojen k potrubí 26, případně 26b, 26c, vstřikovaného média, případně k potrubí 26d vstřikovaného média, které je připojeno ke směšovacím mezichladičům 92 plynu mezi jednotlivými stupni kompresoru 22.

V alternativním provedení podle obr. 16 sestává energetický cyklus z kyslíkárny 93 s přívodem 94 vzduchu a výstupem 95 kyslíku, který je připojen k předehřívací 97 kyslíku, který je dále připojen k ohříváku 98 kyslíku, jehož výstup je připojen k přívodu 99 spalovacího kyslíku do chlazené spalovací komory 1 a dále s výstupem 96 dusíku, který je připojen ke kompresoru 22 a paralelně k odfuku 100 dusíku, před nímž může být zařazena případně expanzní plynová turbína, přičemž na konci spalinového traktu je zařazen separátor 101 oxidu uhličitého s odvodem 102 kondensátu a odběrem 103 oxidu uhličitého.

V alternativním provedeni podle obr. 17 sestává energetický cyklus z vysokotlaké parní turbiny 104, která je na výstupu páry připojena ke směšovacímu kusu 21 a na vstupu páry je připojena k výstupu 105 páry z přehříváku 106 páry, jehož vstup 107 páry je připojen k výstupu 5 páry chladícího média z chlazené spalovací komory 1 přičemž na straně spalin je přehřívák 106 páry připojen paralelně k ohříváku 7 paroplynové směsi nebo alespoň k její některé části, alternativně může být zapojen v sérii s některou částí ohříváku 7 paroplynové směsi, případně může být zapojen v kombinaci paralelního i sériového zapojení.

U energetického cyklu podle příkladného provedení na obr.1 se palivo, jako fosilní paliva, např. uhlí, i alternativní paliva, např. biomasa, i odpady, přivádí přívodem 2 paliva do chlazené spalovací komory 1. Spalovací komora je běžné konstrukce použitelné pro spalování uvedeného paliva s ohništěm např. roštovým, práškovým nebo fluidním, se spalováním se vzduchem nebo kyslíkem, případně s jakýmkoliv vhodným ohništěm, jejíž stěny jsou chlazeny odpařováním chladícího média, např. upravené vody. Velikost spalovací komory je navržena tak, aby teplota spalin na jejím výstupu byla větší než 800 °C, ale nepřekročila teplotu tání popela, tedy např. 1000°C až 1100°C. Z hlediska emisí jsou u použitého typu ohniště realizována běžně používaná opatření pro omezení vzniku škodlivin a pro jejich snížení. Spaliny se dále výrazně ochladí na výstupní teplotu z paroplynového generátoru 87 do komína 17 v ohříváku 7 paroplynové směsi.

Chladící médium pro chlazení spalovací komory 1 se odebírá z nádrže 20 chladícího média a napájecí čerpadlem 19 se dopravuje k přivodu 4 chladícího média a vzniklá pára odváděná z výstupu 5 chladícího média se ve směšovacím kusu 21. mísí silákovým vzduchem z kompresoru 22, tzn. že tlak v chladícím systému chlazené spalovací komory 1 je v souladu s výstupním tlakem kompresoru 22.

Vzniklá paroplynová směs se vede do ohříváku 7 paroplynové směsi, jehož teplosménná plocha je rozdělena do více dílů, kde se ohřeje na teplotu vhodnou pro plynovou turbinu 28, což je alespoň 800°C,

Po expanzi v plynové turbíně 28 se teplo paroplynové směsi dále využije v zařízení 30 parního

Rankinova-Clausiova oběhu pro výrobu další energie, konkrétně v parním generátoru 31 na odpadní teplo.

• φ φ · φ »·«· φ ΦΦΦ· • · · · • Φ | ΦΦ · ·· ···

V něm vyrobená pára se využije v parní turbíně 32 a vzniklý kondenzát o nízké teplotě se z kondenzátoru 33 napájecím čerpadlem 36 napájí zpět do parního generátoru 31.

Vzhledem k nízké teplotě kondenzátu část páry na studeném konci parogenerátoru 31 může zkondenzovat, v tom případě se kondenzát odvádí potrubím 49c přes sběrné potrubí 50 do nádrže chladícího média 20.

U energetického cyklu podle příkladného provedeni na obr.2 se jako zdroj energie využívá citelné teplo odpadních plynů různých, většinou nechlazených, agregátů 61, např. pecí, vysokoteplotních palivových článků, které se využije v ohříváku 7 paroplynové směsi pro její ohřev na pracovní teplotu plynové turbíny 28.

Vzduch z kompresoru 22 se vede na přívod 8 ohříváku 7 paroplynové směsi, přičemž se postupně nejdříve ochladí odpařením vstřiknutého média na směšovacím chladiči 55 a to nejníže těsně nad rosný bod páry vzniklé paroplynové směsi, poté se vytvořená paroplynová směs ohřeje v regeneračním výměníku 56 a následně se ochladí odpařením vstřiknutého média ve směšovacím chladiči 55', ale nejníže nad rosný bod páry ve směsí obsažené.

Paroplynová směs se ohřeje v ohříváku 7 paroplynové směsi na potřebnou teplotu pro plynovou turbínu, např. 80CTC, a po expanzi se značná část zbytkového tepla paroplynové směsi využije pro její předehřev v regeneračním výměníku 56.

U energetického cyklu podle alternativního provedení na obr.3 je primárním zdrojem energie spalované palivo podobně jako u příkladného provedení podle obr.1.

Spaliny vystupující zchlazené spalovací komory 1 se dále výrazně ochladí v ohříváku 7 paroplynové směsi a na výstupní teplotu z paroplynového generátoru 87 se ochladí v ohříváku H spalovacího vzduchu.

Odtah spalin do komína 17 zajišťuje spalinový ventilátor 16, čistění spalin probíhá v odlučovači (nebo filtru) 14 tuhých znečišťujících látek a v zařízeni 15 pro čistění spalin.

Spalovací vzduch nasávaný ventilátorem 41 spalovacího vzduchu se na teplotu potřebnou alespoň pro vyloučení nízkoteplotní koroze u ohříváku H spalovacího vzduchu ohřívá v předehřívači 38 spalovacího vzduchu a na potřebnou teplotu pro spalování se ohřívá v ohříváku H spalovacího vzduchu, případně se teplota ohřevu vzduchu volí pro dosažení potřebné teploty spalin za ohřívákem 7 paroplynové směsi.

Chladící medium pro chlazení spalovací komory 1 se odebírá z nádrže 20 chladícího média a napájecím čerpadlem 19 se dopravuje k přívodu 4 chladícího média a vzniklá pára odváděná z výstupu 5 chladícího média se ve směšovacím kusu 21 mísí silákovým vzduchem z kompresoru 22, tzn. že tlak v chladícím systému chlazené spalovací komory 1 je v souladu s výstupním tlakem kompresoru 22.

Vzniklá paroplynová směs se ve vstřikovém chladiči 25 ochladí chladícím médiem, které se odebírá potrubím 26 vstřikovaného média z potrubí 18 chladícího média na potřebnou teplotu, která je nižší než teplota spalin vystupujících z ohříváku 7 paroplynové směsi, ale musí být vyšší než rosný bod páry v dopravované paroplynové směsi a takto ochlazená se vede k přívodu 8 paroplynové směsi.

V ohříváku 7 paroplynové směsi, jehož teplosměnná plocha je rozdělena do více dílů, se paroplynová směs ohřeje na teplotu vhodnou pro plynovou turbínu 28, což je alespoň na teplotu 800 °C a při této teplotě se vede na vstup plynové turbíny 28 s generátorem.

Po expanzi v plynové turbíně 28 se teplo paroplynové směsi dále využije v zařízení 30 parního Rankinova - Clausiova oběhu pro výrobu další energie, konkrétně do parního generátoru 31 na odpadní teplo. V něm vyrobená pára se využije v parní turbíně 32 a vzniklý kondenzát o nízké teplotě se z kondenzátoru 33 napájecím čerpadlem 36 napájí zpět do parního generátoru 31 Vzhledem k nízké teplotě kondenzátu část páry z paroplynové směsi na studeném konci parního generátoru 31 může zkondenzovat, v tom případě se kondenzát odvádí potrubím 49c kondenzátu do sběrného potrubí 50 kondenzátu.

K dalšímu využití zbytkového tepla paroplynové směsi a k získání dalšího kondenzátu dojde v předehřívači 38 spalovacího vzduchu, v němž se spalovací vzduch předehřeje alespoň na • ·* * 4 • «·· * · · • · «·« ··· «· ··· teplotu potřebnou pro vyloučení nízkoteplotní koroze na ohříváku H spalovacího vzduchu, ale především v něm zkondenzuje další část páry z paroplynové směsi.

Kondenzát se odvádí potrubím 49b kondenzátu do sběrného potrubí 50 kondenzátu a zbytkové teplo paroplynové směsi se dále částečně využije k ohřevu topné užitkové vody v ohřívači 43 topné užitkové vody, který je zařazen jen pokud se teplá užitková voda požaduje.

Vzniklý kondenzát se odvádí potrubím 49a kondenzátu do sběrného potrubí 50 kondenzátu a zbývající paroplynová směs se vede do separačního kondenzátorů 45, v němž zkondenzuje zbývající možná část páry. Vzniklý kondenzát se potrubím 49 kondenzátu odvádí do sběrného potrubí 50 kondenzátu, kterým se dopravuje do nádrže 20 chladicího média a odseparované pracovní médium (vlhký vzduch) se odfukovým potrubím 48 pracovního média vypouští do ovzduší.

Separační kondenzátor 45 se zařadí jen v případě, když množství páry v paroplynové směsí za ohřívačem 43 teplé užitkové vody, případně za předehřívačem 38 spalovacího vzduchu v případě absence ohřívače 43, bude výrazně větší než obsah páry ve vzduchu nasávaném sacím potrubím 23, takže provozní náklady na doplňování chladícího média do nádrže 20 by byly vysoké. II jednotek menších výkonu se pravděpodobně separační kondenzátor 45 nebude používat.

U energetického cyklu podle příkladného provedení na obr.4 se v chlazeném tepelném agregátu 51, kterým může být např. ohřívací pec s odparným chlazením nebo i chlazená spalovací komora jako v příkladném provedení dle obr.1, spaluje palivo přiváděné přívodem 2 paliva se spalovacím vzduchem, který se na potřebnou teplotu ohřívá spalinami v ohříváku H spalovacího vzduchu a přivádí se přívodem 3 spalovacího vzduchu.

Případná ochrana ohříváku H spalovacího vzduchu před nízkoteplotní korozí se provede běžným způsobem, např. předehřevem vzduchu před vstupem 13 předehřátého vzduchu odběrovou párou nebo recirkulací ohřátého vzduchu z výstupu 12 horkého vzduchu do sání nebo na výtlak ventilátoru 41 spalovacího vzduchu, případně jejich kombinací.

Spaliny z chlazeného tepelného agregátu 51, které do komína 17 odsává spalinový ventilátor 16, se výrazně ochladí v ohříváku 7 paroplynové směsi a na výstupní teplotu z paroplynového generátoru 87 se pak ochladí v ohříváku H spalovacího vzduchu.

Chladící médium se z nádrže 20 chladícího média dopravuje napájecím čerpadlem 19 do výtlačného potrubí 53, z něhož se pak část vede přívodním potrubím 52 k přívodu 4 chladícího média a po jeho odpaření v chlazeném tepelném agregátu 51 se pára vede do směšovacího kusu 21, v němž se smísí se vzduchem z kompresoru 22 a vzniklá paroplynová směs se paroplynovým potrubím 54 vede k přívodu 8 paroplynové směsi, přičemž se nejdříve ve směšovacím chladiči 55 ochladí, ale nejníže těsně nad rosný bod páry ve vzniklé paroplynové směsi, následně se pak ohřeje v regeneračním výměníku 56 a v následujícím směšovacím chladiči 55' se opět ochladí, a to na teplotu nižší než je teplota spalin vystupujících z ohříváku 7 paroplynové směsi, nejníže však těsně nad rosný bod páry v dopravované paroplynové směsi.

V ohříváku 7 paroplynové směsi, který je proveden z více dílů, se tato spalinami ohřeje alespoň na 800 °C a po expanzi v plynové turbíně 28 se značná část jejího zbytkového tepla dále využije v regeneračním výměníku 56 k předehřevu paroplynové směsi, načež po ochlazení na co nejnižší teplotu se další část jejího zbytkového tepla využije v předehřívači 58 vstřikovaného média, v němž se kondenzací části páry získá další kondenzát, který se potrubím 49 kondenzátu vede do sběrného potrubí 50 kondenzátu.

Zbývající část zbytkového tepla paroplynové směsi se využije k ohřevu teplé užitkové vody v ohříváku 43 topné užitkové vody, přičemž se kondenzací části páry získá další část kondenzátu, který se potrubím 49^ odvede do sběrného potrubí 50 kondenzátu. Ohřívák 43 topné užitkové vody se zařadí jen v případě, pokud se dodávka teplé vody požaduje.

Zbývající možná část páry z paroplynové směsi zkondenzuje v separačním kondenzátorů 45 chladícím vzduchem a vzniklý kondenzát se potrubím 49 kondenzátu vede do sběrného potrubí kondenzátu, zatímco pracovní médium se zbytkem páry se odfukovým potrubím 48 pracovního média odvádí do ovzduší.

·' ·. · • »

Separační kondenzátor 45 se použije, stejně jako u příkladného provedení podle obr.3, jen J v případě nutnosti snížit provozní náklady na dodávku přídavně vody. I

Vzniklý kondenzát se sběrným potrubím 50 kondenzátu svede do nádrže 20 chladícího média a ’’ jeho část se z výtlačného potrubí 53 odebírá jako vstřikovací médium a tlakovým potrubím 59 se vede do předehřívače 58 vstřikovaného média, kde se ohřeje a vstřikovacím potrubím 60 a 60J se vstřikuje do směšovacích chladičů 55 a 55).

U energetického cyklu v příkladném provedení podle obr.5 se jako zdroj energie využívá citelné teplo odpadních plynů, různých, většinou nechlazených, agregátů 61, např. pecí, vysokoteplotních palivových článků, které se z velké části využije v ohříváku 7 paroplynové směsi pro její ohřev na pracovní teplotu plynové turbíny 28 a zbývající část citelného tepla odpadních plynů se využije pro předehřev vstřikovaného média v ohříváku 64 vstřikovaného média.

Případně vzniklý kondenzát vodní páry obsažené ve spalinách se odvádí přes výstup 65 kondenzátu a dále se využije podle stupně jeho znečištění.

Vzduch z kompresoru 22 se paroplynovým potrubím 54 vede na přívod 8 paroplynové směsi, přičemž se postupně nejdříve ochladí odpařením vstřiknutého chladícího média na směšovacím chladiči 55 a to nejníže těsně nad rosný bod páry ve vzniklé paroplynové směsi obsažené, poté se vytvořená paroplynová směs ohřeje v regeneračním výměníku 56 a následně se ochiadí odpařením vstřiknutého chladícího média ve směšovacím chladiči 55' a to na teplotu nižší než je teplota odpadních plynů na výstupu z ohříváku 7 paroplynové směsi, ale nejníže těsně nad rosný bod páry ve směsi obsažené.

V ohříváku 7 paroplynové směsi se tato ohřeje na pracovní teplotu plynové turbíny 28, alespoň na 800 °C a po expanzi se značná část zbytkového tepla paroplynové směsi využije k jejímu předehřevu v regeneračním výměníku 56.

Další část zbytkového tepla se využije pro předehřev vstřikovaného média v předehřívači 58 vstřikovaného média, kde část páry zkondenzuje a vzniklý kondenzát se potrubím 492 kondenzátu odvede do sběrného potrubí 50 kondenzátu a zbývající část citelného tepla paroplynové směsi se využije v ohřívači 43 topné užitkové vody, který se zařadí jen pokud se topná užitková voda požaduje.

Vzniklý kondenzát se potrubím 49) odvádí do sběrného potrubí 50 kondenzátu a zbývající část paroplynové směsi se odvádí do separačního kondenzátoru 45, v němž zbývající možná část páry zkondenzuje a vzniklý kondenzát se odvádí potrubím 49 kondenzátu do sběrného potrubí 50 kondenzátu a zbývající pracovní médium se zbývajícím množstvím páry se odfukovým potrubím 48 pracovního média vypouští do ovzduší.

Separační kondenzátor 45 se, stejně jako v příkladném provedení podle obr, 3 a obr.4, zařadí jen v případě nutnosti snížit provozní náklady.

Odseparovaný kondenzát se sběrným potrubím 50 kondenzátu přivede do zásobníku 69 vstřikovaného média a vstřikovacím čerpadlem 71 se dopraví, přes předehřívač 58 vstřikovaného média a ohřívák 64 vstřikovaného média, do směšovacího chladiče 55 a 55).

V případě, že nechlazený agregát 61 je topený např. zemním plynem, tak odpadní plyn z něj vystupující je směs CÓ₂ a vodní páry, a vhodnou kombinací zapojení předehřívače 58 vstřikovaného média, ohříváku 64 vstřikovaného média a případně i ohříváku H spalovacího vzduchu (viz. obr.4), lze na nich postupnou kondenzací vodní páry z uvedené směsi odseparovat CO₂ pro další využití nebo uložení, takže takový cyklus pracuje jako bezemisní.

Zapojení energetického cyklu v příkladném provedení podle obr.6 se využije především v tom případě, když se musí trvale doplňovat přídavné chladící médium do nádrže 20 chladicího média.

Zbytkové odpadní teplo paroplynové směsi před separačním kondenzátorem 45 se tedy částečné využije ještě pro předehřev chladícího média v nádrži 20 a především se kondenzací části páry získá další kondenzát, který se pak odvádí potrubím 49d, čímž se sníží spotřeba přídavného chladicího média.

·** ··· * · ·*· * 1 « • » · · » · · * · · · .· j «· «·» · · *

U zapojení energetického cyklu v příkladném provedení podle obr.7 je pro využití odpadního tepla paroplynové směsi, např. za předehřívačem 38 spalovacího vzduchu, zařazen ohřívač 79 nasávaného vzduchu kompresorem 22, v němž se teplota nasávaného vzduchu může zvýšit na takovou hodnotu, při níž lze jeho ochlazením ve vstřikovém chladiči 25a dosáhnout při odpaření veškerého vstřiknutého média z potrubí 26a na vstupu do kompresoru 22 přibližně teplotu nasávaného vzduchu v sacím potrubí 23.

Při ochlazení paroplynové směsi vzniklý kondenzát v ohřívači 79 nasávaného procesního plynu se odvádí potrubím 49a kondenzátu přes sběrné potrubí 50 kondenzátu do nádrže 20 chladícího média.

U energetického cyklu v příkladném provedení na obr.8 jsou pro snížení teploty paroplynové směsi kromě již uvedených vstřikových chladičů 25 a 25a použity další vstřikové chladiče 25b, které jsou umístěny podle potřeby v propojovacích potrubích mezí jednotlivými díly ohříváku 7 paroplynové směsi, kterými mohou být např. membránové stěny ohříváku 7, díly konvekční části ohříváku 7 a díly sálavé části ohříváku 7, a které slouží pro regulaci teploty paroplynové směsi u vybraných dílů ohříváku 7 a dále vstřikový chladič 25c, který se využije pro případnou regulaci teploty paroplynové směsi na výstupu z ohříváku 7 paroplynové směsi.

U energetického cyklu v příkladném provedení na obr,9 se u kompresoru 22 využívá zapojení pro isotermickou kompresi, když na vstupu kompresoru se v rozstřikovači 80 chladícího média vstřikuje pod potřebným tlakem chladící médium, odebírané např, z potrubí 18 chladícího média a ohřáté v tepelném výměníku 82 na teplotu alespoň o 50 °C vyšší než je teplota varu při daném tlaku.

Pro ohřev chladícího média v tepelném výměníku 82 lze využít např. teplo spalin odsávaných zchlazené spalovací komory 1 nebo agregátu 51, teplo odpadních plynů odsávaných z tepelného agregátu 61_, odpadní teplo paroplynové směsí z plynové turbíny 28 nebo teplo odebrané v rámci použitého zařízení 30 Rankinova-Clausiova oběhu.

U energetického cyklu v příkladném provedení podle obr.10 je pro zvýšeni jeho účinnosti použito zvýšení teploty paroplynové směsi před vstupem do parního generátoru 31 jejím přihřáním spalinami v přihřívači 83 paroplynové směsi.

Teplota přihřáti se může regulovat podle provedení přihřívače 83 např, obtokem přihřívače nebo jeho dílů na straně paroplynové směsi, obtokem na straně spalin nebo kombinaci obou.

U energetického cyklu v příkladném provedení na obr.11 je pro zvýšení jeho účinnosti použito zvýšení teploty páry před vstupem do parní turbíny 32 jejím přihřáním spalinami v přihříváku 84 páry.

Teplota přihřátí se podle provedení přihříváku 84 páry může regulovat vstřikem chladícího média, obtokem přihříváku nebo jeho dílů, případně obtokem spalin nebo kombinací uvedených.

U paroplynového energetického cyklu v příkladném provedení podle obr. 12 je pro zvýšení jeho účinnosti použito zvýšeni teploty paroplynové směsi na vstupu do plynové turbíny 28 přídavným spálením dalšího paliva, např. zemního plynu, v zařízení 85 pro přídavné spalování.

Přídavné spalování lze využít např. pro zvýšení teploty paroplynové směsi nad 800 °C nebo pro její zvýšení na 800 °C v případě, že teplota spalin nebo odpadních plynů na vstupu do ohříváku 7 paroplynové směsi je tak nízká, že 800 °C nelze dosáhnout nebo by při potřebné teplotě spalin nebo odpadních plynů na vstupu do ohříváku 7, vzhledem k jejich složení, byla jeho provozní spolehlivost ohrožena např. korozí nebo zalepováním. Pro přídavné spalování se využije vzduch v paroplynové směsi obsažený.

V případě, že součásti paroplynové směsi je vodní pára a jako přídavné palivo se použije palivo obsahující vodík, např. zemní plyn, lze přídavné spalováni využit i pro zvýšení obsahu páry • ta ta.ta'.

ta · « *

4« «·· ta ta v paroplynové směsi alespoň na takovou hodnotu, aby se nahradilo, nebo výrazné snížilo, množství páry vypouštěné odfukem 48 do ovzduší, čímž se vyloučí potřeba doplňovat přídavné chladící médium do nádrže 20 nebo se jeho spotřeba sníží.

U paroplynového energetického cyklu v příkladném provedení podle obr. 13 je pro zvýšení jeho účinnosti použito zvýšení teploty paroplynové směsi před vstupem do parního generátoru 31 přídavným spálením dalšího paliva, např. zemního plynu, v zařízení 85) pro přídavné spalování. Přídavné spalování se využije v těch případech, když se požadují vyšší parametry páry pro zařízení 30 parního Rankinova - Clausiova oběhu. Pro přídavné spalování se využije vzduch v paroplynové směsi obsažený.

Podobně jako v příkladném provedení podle obr. 12 lze přídavné spalování využít i pro zvýšeni obsahu vodní páry v paroplynové směsi.

U paroplynového energetického cyklu v příkladném provedení na obr. 14 je pro vychlazení spalin na požadovanou výstupní teplotu z paroplynového generátoru 87 použit spalinový ohřívák 73 chladícího média, který může být proveden pro ohřev média na teplotu nižší než je bod varu nebo i jako odpařovaci.

Spalinový ohřívák 73 se využije v těch případech, když pro spalování paliva bude postačovat spalovací vzduch o teplotě, která se dosáhne na předehřívači 38 spalovacího vzduchu nebo tehdy, když při použití ohříváku 11 spalovacího vzduchu nebude dosažitelná potřebná teplota spalin za ohřívákem 7 paroplynové směsi, v tomto případě je použitelná i kombinace spalinového ohříváku 73 chladícího média a za ním zařazeného ohříváku 11 spalovacího vzduchu.

U zapojení energetického cyklu v příkladném provedení na obr. 15 se odpadní teplo paroplynové směsi, např. za předehřivačem 38 spalovacího vzduchu, využije pro předehřev vstřikovaného média ve výměníku 90 pro ohřev vstřikovaného média a takto předehřáté médium se potrubím 26, 26b nebo 26c vstřikuje do paroplynové směsi, s výhodou pak se vstřikuje potrubím 26d do směšovacího mezichladiče 92 stlačovaného plynu mezi stupni kompresoru 22, přičemž kompresor 22 může být i vícestupňový se směšovacími mezichladiči 92 mezi jednotlivými stupni.

Předehřevem vstřikovaného média se zvýší poměr páry v parovzduchové směsi před plynovou turbínou 28, zařazením směšovacího mezichladiče 92 se přiblížíme k isotermické kompresi a především ve výměníku 90 pro předehřev vstřikovaného média se získá z parovzduchové směsi další kondensát, který se odvádí potrubím kondenzátu 49b.

U energetického cyklu v příkladném provedení podle obr. 16 se pro spalování paliva v chlazené spalovací komoře 1 používá kyslík přivedený přívodem 99 spalovacího kyslíku. Tento se získá v kyslíkárně 93 z přivedeného vzduchu 94 a z výstupu 95 kyslíku se tento nejdříve vede do predehřívače 97 kyslíku, kde se ohřeje teplem paroplynové směsi, přičemž část páry z paroplynové směsi zkondensuje a odvede se potrubím 49d kondensátu, a po té se kyslík vede k dalšímu ohřevu spalinami do ohříváku 98 kyslíku a odtud do chlazené spalovací komory

1.

Vzniklý dusík se použije v energetickém cyklu pro vytvoření paroplynové směsi ve směšovacím kusu 21 tak, že z výstupu 96 dusíku se tento přivádí na vstup kompresoru 22 a jeho případný přebytek se odpouští odfukem 100 dusíku, přičemž před odfukem 100 dusíku může být předřazena expanzní turbína.

Spaliny ž chlazené spalovací komory 1, které po vyčištění na konci spalinového traktu jsou složeny z vodní páry a oxidu uhličitého, vstupují do separátoru 101 oxidu uhličitého, v němž vodní pára zkondensuje a odvádí se odvodem 102 kondensátu a z odběru 103 se odseparovaný oxid uhličitý odebírá k dalšímu využití nebo skladování. Tento cyklus má charakter bezemisního cyklu.

• ··· • * • « ♦*· *·♦ • 4 · · * • 4 * ♦ · ·*«

U energetického cyklu v příkladném provedení na obr. 17 se pro vytvoření paroplynové směsi ve směšovacím kusu 21 používá pára z výstupu vysokotlaké parní turbiny 104. která má stejný tíak jako je tlak plynu za kompresorem 22.

Přehřátí páry na potřebnou teplotu se provede spalinami v přehříváku 106 páry, jehož výstup 105 je připojen k vysokotlaké parní turbíně 104 a jehož vstup 107 je připojen k výstupu 5 páry chladícího média z chlazené spalovací komory í

Claims (15)

1. Energetický cyklus s plynovou turbínou s nepřímým ohřevem a s vlhkým oběhem, případně kombinovaný paroplynový cyklus s toutéž plynovou turbínou a parní turbínou, případně s toutéž plynovou turbínou s regeneračním výměníkem tepla, případně s toutéž plynovou turbínou s přitápěním před plynovou turbínou, případně s toutéž plynovou turbínou s isotermickou kompresí, využívající primární energii fosilních i alternativních paliv i odpadů jejich spalováním, případně využívající citelné teplo různých odpadních plynů, vyznačující se tím, že pracovním médiem plynové turbíny (28) je paroplynová směs plynu dodávaného kompresorem (22) a páry chladícího média zchlazené spalovací komory (1) případně z chlazeného tepelného agregátu (51) nebo směs plynu dodávaného kompresorem (22) a páry chladícího média z chlazené spalovací komory (1) případně zchlazeného tepelného agregátu (51) a páry vstřikovaného media do plynu dodávaného kompresorem (22) a/nebo do paroplynové směsi nebo směs plynu dodávaného kompresorem (22) a páry vstřikovaného média do plynu dodávaného kompresorem (22) a/nebo paroplynové směsi, přičemž pro ohřev paroplynové směsi na teplotu pracovního média plynové turbiny (28) nebo pro předehřev paroplynové směsi před plynovou turbínou (28) se využije teplo odchozích spalin zchlazené spalovací komory (1) případně z chlazeného tepelného agregátu (51) nebo citelné teplo odpadního plynu z agregátu 61.

2. Energetický cyklus podle nároku 1 vyznačující se tím, že vstřikované médium se do plynu dopravovaného kompresorem (22) vstřikuje před kompresorem v případě předehřevu nasávaného plynu v ohřívači (79) procesního plynu, dále za kompresorem v případě zařazení regeneračního výměníku a vsání kompresoru (22) při isotermické kompresi, případně mezi stupni kompresoru.

3. Energetický cyklus podle nároku 1 vyznačující se tím, že vstřikované médium do paroplynové směsi se vstřikuje před ohřívákem (7) paroplynové směsi a/nebo alespoň mezi některými díly ohříváku (7) paroplynové směsi nebo za ohřívákem (7) paroplynové směsi nebo v kombinaci alespoň dvou uvedených možností.

4. Energetický cyklus podle nároku 1 až 3 vyznačující se tím, že zbytkové teplo odchozích spalin nebo odpadních plynů za ohřívákem (7) paroplynové směsi se využije pro ohřev spalovacího vzduchu v ohříváku (11) spalovacího vzduchu a/nebo pro ohřev chladícího média pro chlazenou spalovací komoru (1) nebo chlazený tepelný agregát (51) ve spalinovém ohříváku (73) chladícího média nebo pro ohřev vstřikovaného média v ohříváku (64) vstřikovaného média nebo pro ohřev spalovacího kyslíku v ohříváku (98) kyslíku nebo v kombinaci některých z uvedených možností.

5. Energetický cyklus podle nároku 1 až 4 vyznačující se tím, že zbytkové teplo paroplynové směsi vystupující z plynové turbíny (28) nebo ze zařízení (30) parního Rankinova Clausiova cyklu, případně vystupující z regeneračního výměníku (56) se využije pro předehřev spalovacího vzduchu nebo pro předehřev spalovacího kyslíku.

6. Energetický cyklus podle nároku 1 až 5 vyznačující se tím, že zbytkové teplo paroplynové směsi za zařízením (30) parního Rankinova Clausiova cyklu, případně za předehřívačem (38) spalovacího vzduchu nebo kyslíku, se využije k ohřevu teplé užitkové vody v ohřívači (43) teplé užitkové vody nebo k předehřevu přídavného chladícího média ve výměníku tepla (77) nebo k předehřevu nasávaného vzduchu kompresorem (22) v ohřívači (79) nebo k ohřevu vstřikovaného média ve výměníku (90) nebo v kombinaci něktérých z uvedených možností.

• 4 ,· w- v » » 4 ♦·» t · * • 4 * • 4 4 4·

4 «

4 4_:4

4 4 4

4* ·

7. Energetický cyklus podle nároku 1až 5 vyznačující se tím, že zbytkové teplo za regeneračním výměníkem (56) se využije k předehrevu vstřikovaného média v předehřívači (58) vstřikovaného média a/nebo k ohřevu teplé užitkové vody v ohřívači (43) teplé užitkové vody.

8. Energetický cyklus podle nároku 1 až 6 vyznačující se tím, že teplota paroplynové směsi za plynovou turbínou (28) se zvýší ohřevem spalinami zchlazené spalovací komory (1), případně zchlazeného tepelného agregátu (51), v předehřívači (83) paroplynové směsi.

9. Energetický cyklus podle nároku 1až 6 vyznačující se tím, že teplota páry před parní turbínou (32) parního Rankinova Clausiova cyklu se zvýší ohřevem spalinami zchlazené spalovací komory (1), případně zchlazeného tepelného agregátu (51), v přihříváku (84) páry.

10. Energetický cyklus s přitápěním před plynovou turbínou podle nároku 1 až 6 vyznačující se tím, že výkon přitápění se řídí podle požadované teploty paroplynové směsi nebo podle požadovaného obsahu páry v paroplynové směsi.

11. Energetický cyklus s přitápěním za plynovou turbínou podle nároku 1 až 6 vyznačující se tím, že výkon přitápění se řídí podle požadované teploty paroplynové směsi nebo podle požadovaného obsahu páry v paroplynové směsi.

12. Paroplynový energetický cyklus podle nároku 1 až 11 vyznačující se tím, že obsah páry v paroplynové směsi v odfukovém potrubí (48) na konci plynového cyklu plynové turbíny (28) se sníží zařazením separačního kondenzátoru (45) s chladícím médiem o teplotě okolí nebo nižší.

13. Paroplynový energetický cyklus podle nároku 1 až 12 vyznačující se tím, že odseparovaný kondenzát z paroplynové směsi z parního generátoru (31), případně z předehřívaČe (38) spalovacího vzduchu, případně z ohřívače (43) topné užitkové vody, případně ze separačního kondenzátoru (45), případně z předehřívaČe (58) vstřikovaného média, případně z ohřívače (79) nasávaného plynu- se využívá jako chladící médium a/nebo vstřikované médium v paroplynovém energetickém cyklu.

14. Energetický cyklus podle nároků 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9,10,11,12 a 13 vyznačující se tím, že dusík, vzniklý při výrobě kyslíku pro spalování paliv v chlazené spalovací komoře (1), případně chlazeném tepelném agregátu (51), se využije jako plyn pro vytvoření paroplynové směsi za kompresorem (22).

15. Energetický cyklus podle nároků 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 a 14 vyznačující se tím, že pro vytvoření paroplynové směsi za kompresorem (22) se využije pára chladícího média z výstupu (5) chlazené spalovací komory (1) o vysokém tlaku po ohřátí na vysokou teplotu v přehříváku (106) páry a po expanzi ve vysokotlaké parní turbíně (104) na tlak odpovídající tlaku za kompresorem (22).