NL2017247B1 - Stoom- en gasturbine-inrichting. - Google Patents

Stoom- en gasturbine-inrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL2017247B1
NL2017247B1 NL2017247A NL2017247A NL2017247B1 NL 2017247 B1 NL2017247 B1 NL 2017247B1 NL 2017247 A NL2017247 A NL 2017247A NL 2017247 A NL2017247 A NL 2017247A NL 2017247 B1 NL2017247 B1 NL 2017247B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
steam
gas turbine
gas
gases
heat
Prior art date
Application number
NL2017247A
Other languages
English (en)
Inventor
Ouwerkerk Henk
Original Assignee
Ouwerkerk Henk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ouwerkerk Henk filed Critical Ouwerkerk Henk
Priority to NL2017247A priority Critical patent/NL2017247B1/nl
Priority to PCT/NL2017/050505 priority patent/WO2018021913A1/en
Priority to BR112019001549A priority patent/BR112019001549A2/pt
Priority to US16/321,369 priority patent/US20190170023A1/en
Priority to ES20205484T priority patent/ES2963137T3/es
Priority to CN201780059329.7A priority patent/CN109804140B/zh
Priority to EP17183223.1A priority patent/EP3287614B1/en
Priority to EP20205484.7A priority patent/EP3795808B1/en
Priority to ES17183223T priority patent/ES2848550T3/es
Application granted granted Critical
Publication of NL2017247B1 publication Critical patent/NL2017247B1/nl

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/12—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
    • F01K23/16—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled all the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een stoom- en gasturbine-inrichting omvattende een gasturbine-eenheid (A) en een stoomturbine-eenheid (B), waarbij de gasturbine-eenheid (A) mede is samengesteld uit tenminste: een op een compressor-as geplaatste gascompressor, een verbrandingskamer en een op een gasturbine-as geplaatste gasturbine; en waarbij de stoomturbine-eenheid (B) mede is samengesteld uit: een gesloten stoomleiding met daarin tenminste opgenomen: een pomp; een stoomomzetter, welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de vanuit de gasturbine afkomstige gassen; een op een stoomturbine-as geplaatste stoomturbine; alsmede een condensor.

Description

Korte aanduiding: Stoom- en gasturbine-inrichting.
BESCHRIJVING
De uitvinding heeft betrekking op een stoom- en gasturbine-inrichting omvattende een gasturbine-eenheid (A) en een stoomturbine-eenheid (B), waarbij de gasturbine-eenheid (A) mede is samengesteld uit tenminste: een op een compressor-as geplaatste gascompressor, een verbrandingskamer en een op een gasturbine-as geplaatste gasturbine; en waarbij de stoomturbine-eenheid (B) mede is samengesteld uit: een gesloten stoomleiding met daarin tenminste opgenomen: een pomp; een stoomomzetter, welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de vanuit de gasturbine afkomstige gassen; een op een stoomturbine-as geplaatste stoomturbine; alsmede een condensor.
Stoom- en gasturbine-inrichtingen zijn algemeen bekend en worden in allerlei verschillende configuraties industrieel toegepast. Een voorbeeld van een stoom-en gasturbine-inrichting volgens de bovenvermelde inleiding wordt bijvoorbeeld geopenbaard in het Nederlandse octrooi nr. 1028373C1.
De bovengenoemde vermelde varianten van bekende stoom- en gasturbine-inrichtingen zijn relatief gecompliceerde inrichtingen met een aantal constructieve nadelen en beperkingen voor wat betreft het overbrengen van het opgewekte vermogen op een last, waardoor ook de algehele efficiëntie van dergelijke installaties beperkt is.
De onderhavige uitvinding poogt een stoom- en gasturbine-inrichting volgens de bovengenoemde inleiding te verschaffen welke de nadelen welke kleven aan de meerassige en enkelassige variant niet bezit. Meer in het bijzonder beoogt de uitvinding een stoom- en gasturbine-inrichting te verschaffen met een eenvoudige constructie zonder allerlei gecompliceerde aanvullende onderdelen.
Overeenkomstig de uitvinding wordt de stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt, doordat de gasturbine-eenheid (A) verder tenminste één warmte-wisselaar omvat, welke de uit de verbrandingskamer afkomstige verbrandingsrookgassen in warmte-wisselend contact brengt met de uit de gascompressor afkomstige gassen.
Hierdoor is het mogelijk om de inrichting meer functioneel in te zetten en ook te implementeren in bedrijfsomstandigheden waar enkel een verbrandingskamer is opgesteld.
Meer in het bijzonder omvat de stoomomzetter een stoomgenerator, welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de uit de verbrandingskamer (2) afkomstige verbrandingsrookgassen.
Bij een verder functionele uitvoeringsvorm omvat de inrichting verder een eerste lucht-voorverhitter, welke de stoomleiding in warmte-wisselend contact brengt met de vanuit de gascompressor afkomstige gassen. Hierdoor worden de gecomprimeerde gassen afkomstig van de gascompressor door de stoom in de stoomleiding voorverwarmd hetgeen het rendement van de warmtewisselaar en de gasturbine aanzienlijk verbeterd.
Daarbij kan de eerste lucht-voorverhitter stroomafwaarts gezien van de stoomgenerator en stroomopwaarts gezien van de tenminste ene warmte-wisselaar in de inrichting zijn opgenomen. Meer specifiek is de eerste lucht-voorverhitter stroomafwaarts gezien van de stoomturbine in de inrichting is opgenomen. Dit heeft als voordeel dat de stoom in de stoomleiding eerst met een hoge temperatuur door de stoomturbine wordt geleid, hetgeen de energie-overdracht naar de stoomturbine-as verbetert.
Verder omvat de inrichting een tweede lucht-voorverhitter, welke de vanuit de gasturbine afkomstige gassen in warmte-wisselend contact brengt met de vanuit de gascompressor afkomstige gassen. Ook hier kan door warmteoverdracht van de de vanuit de gasturbine afkomstige gassen (met hoge temperatuur) naar de vanuit de gascompressor afkomstige gassen (met een lagere temperatuur) een verbeterde efficiëntie van de inrichting worden gerealiseerd.
Bij deze laatste uitvoeringsvorm is de tweede lucht-voorverhitter stroomopwaarts gezien van de tenminste ene warmte-wisselaar in de inrichting opgenomen en meer specifiek is de tweede lucht-voorverhitter stroomafwaarts gezien van de eerste lucht-voorverhitter in de inrichting opgenomen.
Verder kan de stoomomzetter een stoom-superverhitter omvatten, welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de vanuit de gasturbine afkomstige gassen. Ook hier kan een verdere verhitting van de stoom in de stoomleiding worden gerealiseerd alvorens deze stoom door de stoomturbine wordt geleid. Ook hierdoor wordt een efficiëntie verbetering van de inrichting gerealiseerd.
Meer specifiek staat de gasturbine in stroomverbinding met de verbrandingskamer voor het naar de verbrandingskamer leiden van de van de gasturbine afkomstige gassen.
Meer in het bijzonder zijn de stoomturbine en gascompressor op dezelfde as geplaatst.
Verder omvat de gasturbine-eenheid (A) een stroomopwaarts van de tenminste ene warmte-wisselaar opgesteld afblaasventiel voor het gecontroleerd afblazen van de vanuit de gascompressor afkomstige gassen.
Daarbij kan het afblaasventiel stroomafwaarts gezien van de eerste lucht-voorverhitter in de gasturbine-eenheid (A), danwel stroomopwaarts gezien van de tweede lucht-voorverhitter in de gasturbine-eenheid (A), danwel stroomopwaarts gezien van de gasturbine in de gasturbine-eenheid (A) zijn opgenomen.
Verder kan de compressor uit meerdere compressoren parallel en/of in serie bestaan en kan de turbine uit meerdere turbines parallel en/of in serie bestaan en kan de stoomturbine uit meerdere stoomturbines parallel en/of in serie bestaan.
Het rendement van de stoomturbine-eenheid kan verder worden verbeterd, doordat bij een specifieke uitvoeringsvorm volgens de uitvinding tijdens bedrijf het door de stoomleiding stromende water stroomafwaarts van de condensor in warmtewisselend contact staat met de door de tussenkoeler stromende lucht. Meer in het bijzonder vindt het warmtewisselend contact volgens het meestroomprincipe dan wel volgens het tegenstroomprincipe plaats.
Bij andere uitvoeringsvormen van de stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding kunnen de stoom-turbines een impulsstoomturbine of een radiaalstoomturbine zijn, kunnen de gascompressoren een centrifugaal gascompressor of een axiaalgas-compressor zijn en kan de stoomgenerator een once-through restwarmte boiler zijn.
De uitvinding zal nu aan de hand van een tekening nader worden toegelicht, welke tekening achtereenvolgens toont:
Figuren 1-8 diverse uitvoeringsvormen van een stoom- en gasturbine-inrichting volgens de uitvinding.
Voor een beter begrip van de uitvinding worden in de navolgende figuurbeschrijving de in de verschillende figuren getoonde overeenkomende onderdelen met identieke referentiecijfers aangeduid.
In de figuur 1 weergegeven uitvoeringsvormen van een stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding toont de gascompressor 1 welke op één as 4, 10 tezamen met de stoomturbine 9 is geplaatst. Met deze configuratie van een stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding wordt het door de stoomturbine-eenheid (B) opgewekte vermogen via de as 4, 10 en de gascompressor 1 overgedragen naar de gasturbine 3, zodat al het door de deze inrichting opgewekte vermogen overgebracht wordt op één as 5 ten behoeve van het aandrijven van de last 12.
Bij alle hier beschreven uitvoeringsvormen van de stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding kunnen de stoomturbines een impulsstoomturbine of een radiaalstoomturbine zijn, kunnen de gascompressoren een centrifugaal gascompressor of een axiaalgas-compressor zijn en kan de stoomgenerator een once-through restwarmte boiler zijn.
Kenmerkend van de stoom- en gasturbine-inrichting is de mechanische ontkoppeling tussen de gascompressor 1 en de gasturbine 3, die niet op dezelfde as maar op aparte assen 4 respectievelijk 5 zijn geplaatst. Deze mechanische ontkoppeling tussen de gascompressor 1 en de gasturbine 3 maakt de toepassing van aanvullende, gecompliceerde koppelingsmechanismen overbodig.
Bij deze uitvoeringsvorm wordt met het referentiecijfer 2 een willekeurige verbrandingskamer/oven aangeduid, welke gevoed wordt met via de inlaat 2a toegevoerde brandstof. Feitelijk kan de verbrandingskamer/oven (2) om het even welk fabrieksproces omvatten, dat een hete (rest)stroom als output heeft. De verbrandingskamer 2 kan willekeurig uitgevoerd zijn en bijvoorbeeld een verbrandingsmotor zijn of een verbrandingsoven afhankelijk van de technische installatie in de stoom- en gasinrichting overeenkomstig de uitvinding wordt ingezet.
Het referentiecijfer 20 duidt een warmtewisselaar aan welke de uit de verbrandingskamer 2 afkomstige hete (rest)stroom, zoals verbrandingsrookgassen in warmtewisselend contact brengt met de via de uitlaat 1b vanuit de gascompressor in gecomprimeerde vorm afkomstige gassen.
Na het warmtewisselend contact tussen de verbrandingsrookgassen afkomstig uit de verbrandingskamer 2 en de gecomprimeerde gassen afkomstig uit de gascompressor 1 worden deze laatste gassen via de inlaat 3a de gasturbine 3 ingeleid. De gecomprimeerde en door het warmtewisselend contact in de warmtewisselaar 10 verwarmde gassen drijven de gasturbine 3 aan, waardoor deze tezamen met de gasturbine-as 5 gaat roteren en zodoende een last, welke in de figuur met het referentiecijfer 12 is aangeduid, aandrijven.
De verwarmde gassen verlaten de gasturbine 3 via de uitlaat 3b en worden naar de stoomopwekker 8 geleid. Evenzo worden de verbrandingsrookgassen vanuit de warmtewisselaar 20 via de uitlaat 2b door de stoomopwekker 8 geleid.
De warme gasturbinegassen alsook de warme verbrandingsrookgassen worden in de stoomopwekker 8 in warmtewisselend contact gebracht met het door de gesloten stoomleiding 6 stromende water zodat stoom wordt opgewekt waarmee de stoomturbine 9 wordt aangedreven.
Bij deze stoom- en gasturbine-inrichting is de gascompressor 1 tezamen met de stoomturbine 9 op één as 4, 10 geplaatst. Met deze configuratie wordt het door de stoomturbine-eenheid (B) opgewekte vermogen via de as 4, 10 en de gascompressor 1 overgedragen naar de gasturbine 3, zodat al het door de deze inrichting opgewekte vermogen overgebracht wordt op één as 5 ten behoeve van het aandrijven van de last 12.
Door de inzet van de warmtewisselaar 20 in deze uitvoeringsvorm van de stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding, kan deze gehele eenheid eenvoudig gekoppeld worden aan installaties waarin zich reeds een verbrandingseenheid aanwezig is. Hierdoor vereist de stoom- en gasturbine-inrichting weinig aanpassingen daar de warmtewisselaar 20 eenvoudig kan worden aangesloten op de hete (rest)stroomuitlaat van de reeds aanwezige verbrandingskamer 2.
Bij de uitvoeringsvorm zoals getoond in figuur 1 omvat de stoomomzetter een stoomgenerator 8 welke tijdens bedrijf de stoom/waterleiding 6 in warmtewisselend contact brengt met de uit de warmtewisselaar 20 afkomstige verbrandingsrookgassen via de uitlaat 2b als ook met de via de gasturbine 3 afkomstige gassen via de uitlaat 3b.
Een andere meer efficiënte uitvoeringsvorm van de stoom- en gasturbine-inrichting wordt getoond in de figuur 2, waarbij het referentiecijfer 30 een eerste lucht-voorverhitter omvat, welke de stoomleiding 6 in warmtewisselend contact brengt met de uitlaat 1b met daarin geleid de vanuit de gascompressor 1 afkomstige gecomprimeerde gassen. Hier wordt de restwarmte van de door de stoom-/waterleiding 6 geleide stoom afgegeven aan de door de gascompressor 1 gecomprimeerde en door de uitlaat 1b stromende gassen, zodat deze gassen voorverwarmd en in gecomprimeerde vorm via de uitlaat 1 b naar de warmtewisselaar 20 worden geleid.
Zoals getoond in de figuur 2 is de eerste lucht-voorverhitter 30 stroomafwaarts gezien van de stoomgenerator 8 en stroomopwaarts gezien van de warmtewisselaar 20 in de inrichting opgenomen. Meer specifiek zoals getoond in figuur 2 brengt de eerste lucht-voorverhitter 30 stroomafwaarts gezien van de stoomturbine 9 de uitlaat 1b van de gascompressor in warmtewisselend contact met de stoom-/waterleiding 6.
In de figuur 3 wordt een verbijzondering van de in de figuur 2 weergegeven uitvoeringsvorm van de stoom- en gasturbine-inrichting overeenkomstig de uitvinding getoond. In deze figuur 3 wordt met het referentiecijfer 40 een tweede lucht-voorverhitter aangeduid, welke de vanuit de gasturbine 3 afkomstige gassen in warmtewisselend contact brengt met de vanuit de gascompressor 1 en meer in het bijzonder vanuit de eerste lucht-voorverhitter 30 afkomstige gassen afkomstige gassen. Bij deze uitvoeringsvorm worden de vanuit de gasturbine 3 afkomstige gassen nadat deze door de tweede lucht-voorverhitter 40 zijn geleid naar de stoomomzetter/stoomgenerator 8 gevoerd (zie uitlaat 3b). Ook hier wordt een verbeterd energierendement verkregen in de vorm van warmteterugwinning, doordat de vanuit de gascompressor 1 via de uitlaat 1b afgegeven gecomprimeerde gassen worden voorverwarmd door de overdracht van energie vanuit de gassen vanuit de gasturbine 3.
De uitvoeringsvorm in figuur 4 is afgeleid van de uitvoeringsvorm uit figuur 1, zij het dat de stoomomzetter naast een stoomgenerator 8 voorts een stoom-superverhitter 50 omvat, zodat tijdens bedrijf de stoom/waterleiding 6 in warmtewisselend contact staat met de vanuit de gasturbine 3 afkomstige gassen. Deze gassen worden bij deze uitvoeringsvorm via de uitlaat 3b afgeblazen.
Op deze wijze wordt een verdere verhitting van de door de stoom/waterleiding 6 en in de stoomgenerator 8 gegenereerde stoom verder superkritisch verhit ten behoeve van een meer efficiënte energy-omzetting in de stoomturbine 9. Eventueel kan bij deze stoom-superverhitter 50 een aanvullende watersproei-injecteur zijn voorzien voor het in de stoom/waterleiding 6 inbrengen van een waternevel zodat extra stoom wordt gegenereerd dat naar de stoomturbine 9 kan worden geleid.
Een combinatie van de uitvoeringsvormen uit de figuren 2 en 4 wordt getoond in figuur 5. In deze combinatie-uitvoeringsvorm wordt zowel een eerste luchtvoorverhitter 30 alsook een stoom-superverhitter 50 geïmplementeerd waarbij de uit de gasturbine 3 afkomstige gassen via de uitlaat 3b worden afgeblazen. De stoomomzetting in de stoomgenerator 8 vindt in deze uitvoeringsvorm enkel plaats door warmte-overdracht tussen de uit de verbrandingskamer 2 en de warmtewisselaar 20 afkomstige verbrandingsrookgassen (uitlaat 2b) en het via de pomp 7 naar de stoomgenerator 8 gevoerde water.
In figuur 6, die weer terug grijpt op de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 waarbij de uit de gasturbine 3 afkomstige gassen niet eerst worden doorgeleid naar de stoomomzetter 8 maar eerst wordt geleid naar de verbrandingskamer 2, alwaar het aan het verbrandingsproces wordt toegevoerd. Aldus worden de via de gasturbine 3 aan de verbrandingskamer 2 toegevoerde gassen tevens als verbrandingsrookgassen via de uitlaat 2b door de stoomgenerator 8 wordt geleid. Bij deze uitvoeringsvorm wordt de stoomgenerator dus enkel gevoed door verbrandingsrookgassen via de uitlaat 2b die samengesteld zijn uit gassen die via de inlaat 2a dan wel via de uitlaat 3b van de gasturbine 3 naar de verbrandingskamer 2 worden geleid.
Een combinatie van de uitvoeringsvormen uit de figuren 2 en 6 wordt getoond in figuur 7. Ook bij deze uitvoeringsvorm worden de uit de gasturbine 3 afkomstige gassen via de uitlaat 3b geleid naar de verbrandingskamer 2 en staat de stoom-/waterleiding 6 stroomafwaarts gezien van de stoomturbine 9 in warmtewisselend contact met de uitlaat 1b waardoor de uit de gascompressor 1 afkomstige gecomprimeerde gassen worden gevoerd.
Een combinatie van de uitvoeringsvormen uit de figuren 2, 5 en 6 wordt getoond in figuur 8. Bij deze uitvoeringsvorm wordt zowel de stoom-superverhitter 50 geïmplementeerd die in warmtewisselend contact staat met de uit de gasturbine 3 afkomstige gassen die via de uitlaat 3b tot in de verbrandingskamer 2 worden geleid, waarvan de verbrandingsrookgassen vervolgens als enige in warmtewisselend contact komen te staan met de stoom-/waterleiding 6 in de stoomgenerator 8. Het vanuit de stoomgenerator 8 naar de stoom-superverhitter 50 geleide stoom wordt na verhitting in de stoom-superverhitter 50 en na de stoomturbine 9 nog eens in de eerste lucht-voorverwarmer 30 in warmtewisselend contact gebracht met de gecomprimeerde gassen die via de uitlaat 1b de gascompressor 1 verlaten.
Zodoende wordt een laatste restwarmte die nog in de stoom aanwezig is efficiënt overgebracht naar de gecomprimeerde gassen alvorens deze door de warmtewisselaar 20 worden geleid.
Het zal duidelijk zijn dat door de getoonde uitvoeringsvormen van de stoom- en gasturbine-inrichting volgens de uitvinding door de implementatie van de warmte-wisselaar 20, de gehele inrichting eenvoudig ingezet kan worden bij elke installatie, waar een hete (rest)stroom wordt gegenereerd in een extern verbrandingsproces of welk proces dan ook.
Voorts kan worden opgemerkt dat het warmtewisselend contact in de eerste en tweede lucht-voorverwarmer 30 respectievelijk 40 tussen de gecomprimeerde gassen vanuit de gascompressor 1 en het stoom in de stoom/waterleiding 6, dan wel in de stoomgenerator 8 respectievelijk de stoom-superverhitter 50 tussen het stoom in de stoom/waterleiding 6 en de vanuit de gasturbine 3 afkomstige gassen / de vanuit de warmtewisselaar 20 afkomstige verbrandingsrookgassen volgens het meestroom- dan wel het volgens het tegenstroom-principe kan plaatsvinden.
In de figuren duidt referentie-cijfer 21 een afblaasventiel aan, dat in ieder geval stroomopwaarts van de tenminste ene warmte-wisselaar 20 is opgesteld en dient voor het via de uitlaat 1c afblazen van de vanuit de gascompressor 1 afkomstige gassen. Bij voorkeur is het afblaasventiel 21 stroomafwaarts gezien van de eerste lucht-voorverhitter 30 in de gasturbine-eenheid (A) opgenomen (Figuren 2, 3, 5, 7, 8), terwijl zoals getoond in figuur 3 het afblaasventiel 21 stroomopwaarts gezien van de tweede lucht-voorverhitter 40 in de gasturbine-eenheid (A) is opgenomen. Eventueel kan de inrichting een stroomopwaarts van de gasturbine 3 opgesteld afblaasventiel 21 omvatten voor het afblazen van de vanuit de gascompressor 1 afkomstige gassen.

Claims (15)

1. Stoom- en gasturbine-inrichting omvattende een gasturbine-eenheid (A) en een stoomturbine-eenheid (B), waarbij de gasturbine-eenheid (A) mede is samengesteld uit tenminste: een op een compressor-as (4) geplaatste gascompressor (1), een verbrandingskamer (2) en een op een gasturbine-as (5) geplaatste gasturbine (3); en waarbij de stoomturbine-eenheid (B) mede is samengesteld uit: een gesloten stoomleiding (6) met daarin tenminste opgenomen: een pomp (7); een stoomomzetter (8; 50), welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de vanuit de gasturbine (3) afkomstige gassen (3b); een op een stoomturbine-as (10) geplaatste stoomturbine (9); alsmede een condensor (11) en waarbij tijdens bedrijf de stoomturbine (9) de gascompressor (1) van de gasturbine-eenheid (A) aandrijft, met het kenmerk, dat de gasturbine-eenheid (A) verder tenminste één warmte-wisselaar (20) omvat, welke de uit de verbrandingskamer (2) afkomstige verbrandingsrookgassen in warmte-wisselend contact brengt met de uit de gascompressor (1) afkomstige gassen.
2. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stoomomzetter (8; 50) een stoomgenerator (8) omvat, welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de uit de verbrandingskamer (2) afkomstige verbrandingsrookgassen.
3. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inrichting verder een eerste lucht-voorverhitter (30) omvat, welke de stoomleiding (6) in warmte-wisselend contact brengt met de vanuit de gascompressor (1) afkomstige gassen.
4. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eerste lucht-voorverhitter (30) stroomafwaarts gezien van de stoomgenerator (8) en stroomopwaarts gezien van de tenminste ene warmte-wisselaar (20) in de inrichting is opgenomen.
5. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de eerste lucht-voorverhitter (30) stroomafwaarts gezien van de stoomturbine (9) in de inrichting is opgenomen.
6. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat met het kenmerk, dat de inrichting verder een tweede lucht-voorverhitter (40) omvat, welke de vanuit de gasturbine (3) afkomstige gassen in warmte-wisselend contact brengt met de vanuit de gascompressor (1) afkomstige gassen.
7. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de tweede lucht-voorverhitter (40) stroomopwaarts gezien van de tenminste ene warmtewisselaar (20) in de inrichting is opgenomen.
8. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de tweede lucht-voorverhitter (40) stroomafwaarts gezien van de eerste lucht-voorverhitter (30) in de inrichting is opgenomen.
9. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stoomomzetter (8; 50) een stoom-superverhitter (50) omvat, welke tijdens bedrijf in warmtewisselend contact staat met de vanuit de gasturbine (3) afkomstige gassen (3b).
10. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gasturbine (3) in stroomverbinding staat met de verbrandingskamer (2) voor het naar de verbrandingskamer (2) leiden van de van de gasturbine afkomstige gassen (3b).
11. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gascompressor (1) en de stoomturbine (9) op dezelfde as (4, 10) zijn geplaatst.
12. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gasturbine-eenheid (A) een stroomopwaarts van de tenminste ene warmte-wisselaar (20) opgesteld afblaasventiel (21) omvat voor het afblazen van de vanuit de gascompressor (1) afkomstige gassen.
13. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 12 in combinatie met conclusie 4, met het kenmerk, dat het afblaasventiel (21) stroomafwaarts gezien van de eerste lucht-voorverhitter (30) in de gasturbine-eenheid (A) is opgenomen.
14. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens conclusie 13 in combinatie met conclusie 6, met het kenmerk, dat het afblaasventiel (21) stroomopwaarts gezien van de tweede lucht-voorverhitter (40) in de gasturbine-eenheid (A) is opgenomen.
15. Stoom- en gasturbine-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gasturbine-eenheid (A) een stroomopwaarts van de gasturbine 3 opgesteld afblaasventiel (21) omvat voor het afblazen van de vanuit de gascompressor (1) afkomstige gassen.
NL2017247A 2016-07-28 2016-07-28 Stoom- en gasturbine-inrichting. NL2017247B1 (nl)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017247A NL2017247B1 (nl) 2016-07-28 2016-07-28 Stoom- en gasturbine-inrichting.
PCT/NL2017/050505 WO2018021913A1 (en) 2016-07-28 2017-07-26 Steam and gas turbine device
BR112019001549A BR112019001549A2 (pt) 2016-07-28 2017-07-26 steam and gas turbine device
US16/321,369 US20190170023A1 (en) 2016-07-28 2017-07-26 Steam and Gas Turbine Device
ES20205484T ES2963137T3 (es) 2016-07-28 2017-07-26 Dispositivo de turbina de gas y vapor
CN201780059329.7A CN109804140B (zh) 2016-07-28 2017-07-26 蒸汽和燃气轮机装置
EP17183223.1A EP3287614B1 (en) 2016-07-28 2017-07-26 Steam and gas turbine device
EP20205484.7A EP3795808B1 (en) 2016-07-28 2017-07-26 Steam and gas turbine device
ES17183223T ES2848550T3 (es) 2016-07-28 2017-07-26 Dispositivo de turbina de gas y vapor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017247A NL2017247B1 (nl) 2016-07-28 2016-07-28 Stoom- en gasturbine-inrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2017247B1 true NL2017247B1 (nl) 2018-02-01

Family

ID=57133378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2017247A NL2017247B1 (nl) 2016-07-28 2016-07-28 Stoom- en gasturbine-inrichting.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20190170023A1 (nl)
EP (2) EP3287614B1 (nl)
CN (1) CN109804140B (nl)
BR (1) BR112019001549A2 (nl)
ES (2) ES2963137T3 (nl)
NL (1) NL2017247B1 (nl)
WO (1) WO2018021913A1 (nl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB671702A (en) * 1949-06-09 1952-05-07 Oerlikon Maschf Thermal power plant
US20050204723A1 (en) * 2002-04-10 2005-09-22 Henk Ouwerkerk Steam and gas turbine installation
DE102010033659A1 (de) * 2010-08-06 2012-02-09 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0874517A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電プラント
US5778657A (en) * 1995-09-22 1998-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Combined cycle power plant
EP1277920A1 (de) * 2001-07-19 2003-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Brenners einer Gasturbine sowie Kraftwerksanlage
NL1028373C1 (nl) 2005-02-22 2006-08-23 Heat Power B V Stoom- en gasturbine-inrichting.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB671702A (en) * 1949-06-09 1952-05-07 Oerlikon Maschf Thermal power plant
US20050204723A1 (en) * 2002-04-10 2005-09-22 Henk Ouwerkerk Steam and gas turbine installation
DE102010033659A1 (de) * 2010-08-06 2012-02-09 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
ES2848550T3 (es) 2021-08-10
US20190170023A1 (en) 2019-06-06
CN109804140A (zh) 2019-05-24
BR112019001549A2 (pt) 2019-05-14
CN109804140B (zh) 2021-11-23
EP3795808A1 (en) 2021-03-24
EP3795808B1 (en) 2023-08-30
WO2018021913A1 (en) 2018-02-01
EP3287614A1 (en) 2018-02-28
ES2963137T3 (es) 2024-03-25
EP3287614B1 (en) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10006313B2 (en) Power plant with integrated fuel gas preheating
CN103244944B (zh) 一种利用汽轮机抽汽的空气预热***及预热方法
EP2713017B1 (en) An organic rankine cycle for mechanical drive applications
RU2688078C2 (ru) Работающая на угле электростанция с оксисжиганием с интеграцией тепла
JP2000073707A (ja) ガス及び蒸気タ―ビンを有する複合発電所における電流発生
RU2662257C2 (ru) Интегрированная система утилизации тепла дымовых газов
CN103344124A (zh) 带副产煤气补燃的石灰窑废气余热发电***
KR102019616B1 (ko) 응축물 재순환
NL2017247B1 (nl) Stoom- en gasturbine-inrichting.
CN105698161A (zh) 围绕一次风的燃煤电站能级匹配热集成***
CN103242865B (zh) 焦炉荒煤气余热发电装置
CA2932219A1 (en) Combined cycle system
US20180003085A1 (en) Steam turbine plant, combined cycle plant provided with same, and method of operating steam turbine plant
CZ26344U1 (cs) Zařízení pro výrobu elektřiny z pevných paliv, využívající plynovou turbínu
JP2019522140A (ja) ベンチュリ効果を利用した凝縮液再循環ポンプを備えたコンバインドサイクルパワープラント
US20180066548A1 (en) Combined cycle power plant having an integrated recuperator
NL1028373C1 (nl) Stoom- en gasturbine-inrichting.
EP4030099B1 (en) Method and device for energy recovery after combustion of solid combustible material
US1656985A (en) Power-generating system having air heater
CN102654066B (zh) 一种火电机组与空气透平耦合的发电***
RU25508U1 (ru) Устройство для снабжения доменным газом воздуходувной или энергетической паротурбинной установки
EP2100011B1 (en) Combined-cycle plant and associated method for generation of electrical energy
RU2643510C1 (ru) Тепловая система газоохлаждаемого реактора атомной энергетической установки
US829791A (en) Turbine which utilizes gases from fire-chambers for reheating.
US203158A (en) Improvement in feed-water heaters for locomotives