EA017175B1 - Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом - Google Patents
Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом Download PDFInfo
- Publication number
- EA017175B1 EA017175B1 EA201001472A EA201001472A EA017175B1 EA 017175 B1 EA017175 B1 EA 017175B1 EA 201001472 A EA201001472 A EA 201001472A EA 201001472 A EA201001472 A EA 201001472A EA 017175 B1 EA017175 B1 EA 017175B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- steam
- hydrogen
- oxygen
- boiler
- mixing chamber
- Prior art date
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
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/005—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
- F22G1/16—Steam superheating characterised by heating method by using a separate heat source independent from heat supply of the steam boiler, e.g. by electricity, by auxiliary combustion of fuel oil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом включает в себя паровой котел (1), высокотемпературный водородный пароперегреватель (4) с камерой смешения (5), соединенный трубопроводами (15, 16) подачи топлива - водорода и кислорода с установками (2, 3) по производству водорода и кислорода, а также паровую турбину (6) с электрогенератором и конденсатором (7), утилизационный котел (8), трубопроводы и арматуру, при этом в нем на трубопроводах (15, 16) подачи водорода и кислорода в высокотемпературный водородный пароперегреватель (4), соответственно, установлены теплообменники (9, 10), к которым подведены трубопроводы (13, 14) уходящих газов из парового котла (1), а к камере смешения (5) подведен трубопровод (11) подачи пара из парового котла (1).
Description
Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива.
Известно аналогичное устройство (монография Э.Э. Шпильрайн, С.П. Малышенко, Г.Г. Кулешов. Введение в водородную энергетику. М, Энергоатомиздат, 1984, с. 203), содержащее атомный реактор, камеру сгорания кислородно-водородного топлива (Н2О2-парогенератор), паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, электролизер, накопители водорода и кислорода.
Недостатком этого устройства является необходимость дополнительных затрат электроэнергии для получения водорода, а также наличие больших емкостей для хранения взрывоопасного водорода.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству является электрогенерирующий комплекс по патенту ВИ на полезную модель № 54631 от 08.06.2005, который содержит паровой котел, Н2О2-парогенератор, играющий роль высокотемпературного водородного пароперегревателя (ВВПП), паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, установки по производству кислорода и водорода (установка для паровой конверсии природного газа в водород) с утилизационным котлом, пар из которого подают в промежуточную ступень паровой турбины.
Недостатком устройства по патенту № 54631 является неполное использование теплоты сгорания топлива в паровом котле и высокие температурные напряжения в камере смешения после Н2О2парогенератора высокотемпературного пара.
Задача изобретения заключается в повышении эффективности работы, экономичности и надежности электрогенерирующего комплекса.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном электрогенерирующем комплексе, содержащем паровой котел, высокотемпературный водородный пароперегреватель (Н2О2-парогенератор) с камерой смешения, который соединен трубопроводами подачи топлива (водорода и кислорода) с установкой по производству водорода (установкой для паровой конверсии природного газа в водород) и с установкой, производящей кислород, а также паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, утилизационный котел, трубопроводы и арматуру, в нем на трубопроводах подачи топлива - водорода и кислорода в высокотемпературный водородный пароперегреватель (Н2О2-парогенератор) установлены теплообменники, к которым подведен трубопровод уходящих газов из парового котла, а к камере смешения после ВВПП подведен трубопровод подачи пара от парового котла.
Использование установки для паровой конверсии природного газа в водород позволяет обеспечить непрерывную работу паровой турбины с номинальной мощностью при высоких начальных температуре и давлении. Высокая температура водяного пара до 1700-1800 К на входе в паровую турбину за счет сжигания в ВВПП водорода с кислородом в среде водяного пара после его выхода из парового котла обеспечивает работу турбины в режимах, характерных для газовых турбин. Выход паровой турбины связан с конденсатором пара, обеспечивающим давление существенно ниже атмосферного, что характерно для таких турбин. Это дает возможность иметь располагаемый теплоперепад, срабатываемый в высокотемпературной паровой турбине, на 25-30% больше, чем в газовой. Предварительный подогрев водородного топлива повышает экономичность комплекса, а охлаждение камеры смешения паром из парового котла повышает его надежность.
Нагрев водяного пара в современных паровых котлах выше 900 К фактически невозможен из-за пережога труб независимо от вида топлива (природный газ, водород, уголь и т.д.).
Заявляемый электрогенерирующий комплекс (далее - комплекс) представлен в виде схемы (см. чертеж).
Комплекс содержит паровой котел 1, установку 2 для паровой конверсии природного газа в водород, установку 3 для производства кислорода, высокотемпературный водородный пароперегреватель (ВВПП) 4, с камерой смешения 5, паровую турбину 6 с электрогенератором и конденсатором 7, утилизационный котел 8, а также теплообменник 9 - для подогрева кислорода и теплообменник 10 -для подогрева водорода.
Комплекс включает также трубопровод 11, подачи пара от парового котла, соответственно, к ВВПП 4 и установке 2, трубопровод 12 подачи пара от парового котла к камере смешения 5, трубопровод 13 подачи уходящих газов из парового котла 1 к теплообменнику 9 подогрева кислорода, трубопровод 14 подачи уходящих газов из парового котла 1 к теплообменнику 10 для подогрева водорода. К ВВПП 4 подведены также трубопроводы 15, 16 подачи кислорода и подачи водорода, трубопровод 17 подачи водорода в паровой котел 1, трубопровод 18 подачи смешанного пара к турбине 6, трубопровод 19 вторичных продуктов сгорания из установки 2 в утилизационный котел 8, трубопровод 20 подачи пара из утилизационного котла 8 в промежуточную ступень паровой турбины б. Комплекс включает также другое оборудование и арматуру.
Устройство работает следующим образом.
Из парового котла 1 пар поступает по трубопроводу 11 в ВВПП- 4 и к установке 2 для паровой конверсии природного газа в водород, по трубопроводу 12 - в камеру смешения 5, образовавшийся водород подают по трубопроводу 16 в ВВПП 4. В установке 3 для производства кислорода, например, методом разделения воздуха получают кислород, который также подают по трубопроводу 15 в ВВПП. Из парового котла 1 часть пара поступает в ВВПП 4, где происходит сгорание кислорода и водорода в среде водя
- 1 017175 ного пара. Продукты сгорания - высокотемпературный водяной пар подают в камеру смешения 5, где он смешивается с другой частью пара, поданной по трубопроводу 12 из парового котла 1, этот пар охлаждает стенки камеры смешения 5, повышая надежность комплекса и увеличивая температуру перегрева пара (без промежуточных теплообменных поверхностей). Смесь паров по трубопроводу 18 поступает в паровую турбину 6 с электрогенератором, вырабатывая электроэнергию. Вторичные продукты производства водорода из установки 2 по трубопроводу 19 подают в утилизационный котел 8, пар из которого поступает в промежуточную ступень паровой турбины 6.
Кислород и водород из установок 2 и 3 перед подачей в ВВПП 4 подогреваются в теплообменниках 9 и 10, установленных, соответственно на трубопроводе 15 подачи кислорода из установки 3 в ВВПП 4 и на трубопроводе 16 подачи водорода из установки 2 в ВВПП 4. В теплообменниках 9 и 10 кислород и водород подогреваются уходящими газами парового котла 1, которые подают по трубопроводам 13 и 14.
Использование уходящих газов парового котла 1 для подогрева кислорода и водорода перед подачей их в ВВПП 4 уменьшает потери тепла, повышает эффективность работы комплекса в целом.
Часть пара после парового котла 1, подаваемая по трубопроводу 12 к камере смешения 5, охлаждает ее стенки, снижает термические напряжения и повышает надежность. Благодаря высокой температуре пара, поступающего после ВВПП 4 к паровой турбине 6, увеличивается мощность и КПД турбинной установки.
Заявляемый электрогенерирующий комплекс позволяет обеспечить непрерывную работу паровой турбины с номинальной мощностью при высокой начальной температуре и давлении.
Перечисленные конструктивные особенности позволяют достигнуть коэффициента полезного действия по выработанной электроэнергии до 70% по отношению к теплоте сгорания водорода (статья С.П. Малышенко, О.В. Назаров, Ю.А. Сарумов Некоторые теоретические и технико-экономические аспекты применения водорода как энергоносителя в электроэнергетике, сб. статей Атомно-водородная энергетика и технология, Энергоатомиздат, 1988, № 8, с. 16-38).
Достоинством данного устройства также является то, что для генерации пара, обеспечения его начального перегрева и подогрева кислорода и водорода могут быть использованы уголь, мазут, альтернативные виды топлива и возобновляемые источники энергии.
Claims (1)
- Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом, включающий паровой котел (1), высокотемпературный водородный пароперегреватель (4) с камерой смешения (5), соединенный трубопроводами (15, 16) подачи топлива - водорода и кислорода с установками (2, 3) по производству водорода и кислорода, а также паровую турбину (6) с электрогенератором и конденсатором (7), утилизационный котел (8), трубопроводы и арматуру, отличающийся тем, что в нем на трубопроводах (15, 16) подачи водорода и кислорода в высокотемпературный водородный пароперегреватель (4), соответственно, установлены теплообменники (9, 10), к которым подведены трубопроводы (13, 14) уходящих газов из парового котла (1), а к камере смешения (5) подведен трубопровод (11) подачи пара из парового котла (1).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2008/000229 WO2009126060A1 (ru) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201001472A1 EA201001472A1 (ru) | 2011-02-28 |
| EA017175B1 true EA017175B1 (ru) | 2012-10-30 |
Family
ID=41162064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201001472A EA017175B1 (ru) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102027201A (ru) |
| EA (1) | EA017175B1 (ru) |
| WO (1) | WO2009126060A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708936C1 (ru) * | 2019-02-14 | 2019-12-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Мультигенерирующий комплекс с комбинированным топливом при дополнительном производстве водорода и кислорода |
| CN113339092A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-03 | 江阴市尚疯新能源技术开发有限公司 | 一种用氢气与氧气气化碳中和发电的方法 |
| CN118030278B (zh) * | 2024-01-29 | 2024-08-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于氢氧燃气轮机的冷热电联供系统及其工作方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1724905A1 (ru) * | 1990-04-09 | 1992-04-07 | Научно-производственный центр при Николаевском кораблестроительном институте им.адм.С.О.Макарова | Способ получени пиковой мощности |
| SU1765610A1 (ru) * | 1989-12-11 | 1992-09-30 | Войсковая часть 27177 | Способ работы парогенератора и парогенератор |
| RU2065978C1 (ru) * | 1994-05-20 | 1996-08-27 | Вячеслав Семенович Муравин | Паросиловая двигательная установка |
| RU54631U1 (ru) * | 2005-06-08 | 2006-07-10 | Владимир Алексеевич Федоров | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом |
-
2008
- 2008-04-11 EA EA201001472A patent/EA017175B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-04-11 WO PCT/RU2008/000229 patent/WO2009126060A1/ru active Application Filing
- 2008-04-11 CN CN2008801286009A patent/CN102027201A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1765610A1 (ru) * | 1989-12-11 | 1992-09-30 | Войсковая часть 27177 | Способ работы парогенератора и парогенератор |
| SU1724905A1 (ru) * | 1990-04-09 | 1992-04-07 | Научно-производственный центр при Николаевском кораблестроительном институте им.адм.С.О.Макарова | Способ получени пиковой мощности |
| RU2065978C1 (ru) * | 1994-05-20 | 1996-08-27 | Вячеслав Семенович Муравин | Паросиловая двигательная установка |
| RU54631U1 (ru) * | 2005-06-08 | 2006-07-10 | Владимир Алексеевич Федоров | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201001472A1 (ru) | 2011-02-28 |
| WO2009126060A1 (ru) | 2009-10-15 |
| CN102027201A (zh) | 2011-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI4133034T3 (fi) | Erittäin vähäpäästöinen eteenintuotantolaitos | |
| RU2427048C2 (ru) | Система сжигания водорода для пароводородного перегрева свежего пара в цикле атомной электрической станции | |
| RU2011141417A (ru) | Способ, и установка для переработки биогенной массы, и теплоэлектроцентраль | |
| NO179298B (no) | Fremgangsmåte og anlegg for tilveiebringelse av mekanisk energi | |
| Hamayun et al. | Investigation of the thermodynamic performance of an existing steam power plant via energy and exergy analyses to restrain the environmental repercussions: A simulation study | |
| RU2335642C1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной | |
| RU2008113706A (ru) | Способ создания водородного энергохимического комплекса и устройство для его реализации | |
| CN113072967A (zh) | 一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺 | |
| EP3844371B1 (en) | System for generating energy in a working fluid from hydrogen and oxygen and method of operating this system | |
| EA017175B1 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
| RU2537386C1 (ru) | Гибридная атомная электростанция | |
| RU2250872C1 (ru) | Комбинированный способ производства электроэнергии и жидкого синтетического топлива с использованием газотурбинных и парогазовых установок | |
| RU121300U1 (ru) | Экологически чистое электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной и воздушным конденсатором | |
| RU2376481C2 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
| RU64699U1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной | |
| US20140090377A1 (en) | Nuclear-Fossil Fueled Hybrid Power Generation System | |
| Gimelli et al. | Thermodynamic and experimental analysis of a biomass steam power plant: Critical issues and their possible solutions with CCGT systems | |
| Sergeev et al. | A gas-generator combined-cycle plant equipped with a high-head heat-recovery boiler | |
| RU2524317C1 (ru) | Способ преобразования энергии с регенерацией энергоносителей в циклическом процессе теплового двигателя | |
| CN110953763A (zh) | 一种燃气热电联产系统及其控制方法 | |
| RU2587736C1 (ru) | Установка для утилизации низконапорного природного и попутного нефтяного газов и способ её применения | |
| RU54631U1 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
| RU57422U1 (ru) | Энергетическая установка для подземной газификации угля | |
| RU70962U1 (ru) | Установка для переработки твердых бытовых отходов | |
| RU2789945C1 (ru) | Тепловая электрическая станция, работающая на твердых коммунальных отходах |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |