[go: up one dir, main page]

RS63274B1 - Kogeneracijski sistem za kotao - Google Patents

Kogeneracijski sistem za kotao

Info

Publication number
RS63274B1
RS63274B1 RS20220474A RSP20220474A RS63274B1 RS 63274 B1 RS63274 B1 RS 63274B1 RS 20220474 A RS20220474 A RS 20220474A RS P20220474 A RSP20220474 A RS P20220474A RS 63274 B1 RS63274 B1 RS 63274B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
heat exchanger
water
exchanger
turbine
cogeneration system
Prior art date
Application number
RS20220474A
Other languages
English (en)
Inventor
Giovanni D'arienzo
Original Assignee
Darienzo Giovanni
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 Darienzo Giovanni filed Critical Darienzo Giovanni
Publication of RS63274B1 publication Critical patent/RS63274B1/sr

Links

Classifications

    • 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
    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/007—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid combination of cycles
    • 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
    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • 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
    • 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
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0027—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072—Special adaptations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/124—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/12—Air heaters with additional heating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H6/00—Combined water and air heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
    • F24D2101/10—Gas turbines; Steam engines or steam turbines; Water turbines, e.g. located in water pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2103/00—Thermal aspects of small-scale CHP systems
    • F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
    • F24D2103/13—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units characterised by their heat exchangers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

Opis
[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na sistem kogeneracije.
[0002] Posebno, ovaj pronalazak se odnosi na sistem kogeneracije, na primer za kotao za kuć nu upotrebu ili za kotao za proizvodnju pare.
[0003] Kao što je poznato, generički kuć ni kotao za proizvodnju tople vode koristi sagorevanje goriva (tečnog ili gasovitog) sa vazduhom (oksidaciono sredstvo) obično na sobnoj temperaturi (Tamb). U principu, u kotlu se nalazi komora za sagorevanje, termički izolovana, u koju je umetnut glavni izmenjivač u koji teče radni fluid koji se zagreva, obično voda, na temperaturi između 15°C i 80°C.
[0004] Poznati su sistemi kogeneracije koji se primenjuju na kotlove kao što je onaj opisan u patentnoj prijavi CN105222203, u kojoj je opisan uređaj za grejanje koji ima sistem kogeneracije gas-para.
[0005] Međutim, poznati kogeneracioni sistemi za kotlove nisu optimizovani za civilne i kuć ne primene, i glomazni su i skupi. Štaviše, u poznatim kogeneracionim sistemima, kada je snaga koja se dobija sagorevanjem fiksna, proizvodnja toplotne energije je povezana sa proizvodnjom elektri čne energije, tako da se njihov odnos ne može menjati. Kao posledica ovog ograničenja ukoliko bi se poveć ao samo deo toplotne energije bilo bi potrebno poveć ati isporučenu energiju, a kao rezultat bi se pove ć ala i proizvodnja električne energije. U poznatim sistemima, dakle, količina proizvedene toplotne energije je vezana za količinu električne energije koja se proizvodi.
[0006] Rešenje koje pokušava da prevaziđe ove probleme je patentna prijava DE102009057100, koja otkriva kogeneracioni sistem električne energije i toplote za male stambene jedinice koje imaju gasnu turbinu, kompresor i generator. Ekspander gasne turbine, kompresor i generator su raspore đeni na zajedničkom vratilu. Gas za ležaj osovine dovodi se do pozitivnog pritiska kroz kompresor. Radni gas je inertni gas kao što je helijum.
[0007] Rešenje ovih problema je opisano u patentu GB1309589 koji izlaže o procesu za korišć enje energetskog sadržaja dimnog gasa koji se akumulira u postrojenjima za katalitičko krekiranje. Energija se dobija iz dimnog gasa koji nastaje u regeneraciji katalizatora u postrojenju za krekiranje snabdevanjem vazduha za regeneraciju preko kompresora, propuštanjem dimnog gasa kroz ciklon do turbine, sagorevanjem CO u gasu u donjoj katalitičkoj CO turbini kotla, zagrevanjem viška vazduha iz kompresora u CO kotlu, i mešanjem ovog zagrejanog vazduha sa dimnim gasom uzvodno od ciklona. Toplota koja ostaje u dimnim gasovima može se iskoristiti za podizanje pare, pre nego što gasovi pređu u dimnjak.
[0008] Problem ovog rešenja je u tome što se proizvedena energija ne može podešavati i ne može se deliti na električni i termički deo na promenljiv način.
[0009] Svrha ovog pronalaska je da obezbedi sistem kogeneracije za kotao koji regeneri še toplotu isparenja sagorevanja da bi je pretvorio u električnu energiju i toplotnu energiju omoguć avaju ć i da se u skladu sa potrebama modifikuje odnos između delova koji se pretvaraju u električnu energiju i dela za proizvodnju toplotne energije, ovaj vat je fiksirao ukupan prinos na njegovoj maksimalnoj vrednosti, tako da se prevaziđu granice poznatih tehničkih rešenja.
[0010] Dalje, cilj ovog pronalaska je da obezbedi sistem kogeneracije za kotao koji je efikasan, ekonomičan i nije glomazan.
[0011] Konačno, cilj ovog pronalaska je da obezbedi sistem kogeneracije za kotao koji omoguć ava proizvodnju toplotne energije i, ako je potrebno, električne energije, održavajuć i uvek fiksni ukupan prinos.
[0012] U skladu sa ovim pronalaskom obezbeđen je sistem kogeneracije, kao što je definisano u patentnom zahtevu 1.
[0013] Radi boljeg razumevanja ovog pronalaska je ovde opisana poželjna varijanta, čisto kao neograničavajuć i primer, sa pozivanjem na priložene slike, u kojima:
- slika 1 prikazuje blok dijagram prve realizacije sistema kogeneracije prema pronalasku;
- slika 2 prikazuje blok dijagram druge realizacije sistema kogeneracije prema pronalasku.
[0014] Pozivajuć i se na slike, prikazan je sistem 200, 300, prema pronalasku.
[0015] Sistem kogeneracije 200, 300 sadrži: kotao 201, 301 koji može zagrevati vodu poželjno za upotrebu u domaćinstvu, koja sadrži unutrašnju komoru za sagorevanje 201a, 301a tečnog ili gasovitog goriva; kompresor 204, 304; izmenjivač toplote 202, 302 za razmenu toplotne energije između dimova sagorevanja proizvedenih od ložišta 201a, 301a i fluida koji izlazi iz kompresora 204, 304; gasnu turbinu koja radi na fluidu komprimovanom i zagrejanom izmenjivačem toplote 202, 302; generator struje 205, 305 i strujni invertor 206, 306 spojen na gasnu turbinu 203, 303 koji može da proizvodi električnu energiju; i glavni izmenjivač dima/vode 207, 307, postavljen iza izmenjivača toplote 202, 302 koji može da povrati preostali deo toplotne energije proizvedene sagorevanjem u komori za sagorevanje 201a, 301a, sadržane u dimovima sagorevanja i ne apsorbovanih od strane izmenjivača toplote 202, 302.
[0016] Sistem kogeneracije 200, 300, pored toga, sadrži, pre gasne turbine 203, 303, bajpas ventil 210, 310 konfigurisan da podešava deo protoka komprimovanog i zagrejanog fluida koji ulazi u gasnu turbinu 203 , 303 i usmerena na proizvodnju električne energije. Preostali protok fluida, da bi se povratila toplotna energija sadržana u njemu, meša se sa onim koji izlazi iz gasne turbine 203, 303 i šalje se u izmenjivač toplote 209, 309 u sistemima 200, 300.
[0017] Prema jednom aspektu pronalaska, otvaranje i zatvaranje bajpas ventila 210, 310 se kontroli še preko elektronske kontrolne jedinice u zavisnosti od trenutnih toplotnih i elektri čnih potreba. Ovakva elektronska kontrolna jedinica radi i na količinu goriva za sagorevanje u ložištu 201a, 301a, na način da se izbegne višak proizvodnje toplotne i električne energije u poređenju sa trenutnom potrebom.
[0018] Prema jednom aspektu pronalaska, pored bajpas ventila 210, 310, sistem 200, 300 uključuje i turbinu promenljive geometrije, koja se zauzvrat pokreć e preko elektronske kontrolne jedinice.
[0019] U skladu sa aspektom pronalaska, izmenjivač toplote 202 je izmenjivač toplote dim/vazduh u sistemu 200, i dim/gasoviti fluid u sistemu 300. Izmenjivač toplote 202, 302 je konfigurisan da apsorbuje u najmanjem 5 % toplotne energije dimova tako da prolaze kroz glavni izmenjiva č dima/vode 207, 307 na temperaturi već oj ili jednakoj 320°C.
[0020] Poželjno, sistem kogeneracije 200, 300 prema pronalasku omoguć ava koriš ć enje kogeneracije čak i u situacijama kada je potrošnja električne energije u odnosu na potrošnju goriva (izražena u kWh) za grejanje manja od 30 %, tj.:
0.30 ≥ (električna energija kWh) / (termalna energija kWh).
[0021] Dalje, poželjno, kogeneracioni sistem 200, 300 se može primeniti na kondenzacioni ili konvencionalni kotao, mali ili veliki, unošenjem odgovarajuć ih promena.
[0022] Slike 1 i 2 prikazuju prvu i drugu varijantu kogeneracionog sistema 200 i 300 koji se sastoji od kotla 201, 301 koji se sastoji od sagorevača na tečno ili gasovito gorivo 201a, 301a, izmenjivača toplote dima/vazduha 202, 302 koji je povezan sa komorom za sagorevanje 201a, 301a i glavnim izmenjivačem dima/vode 207, 307 postavljenih u seriji na izmenjivač dima/vazduha 202, 302; kompresor 204, 304, za kompresiju ambijentalnog vazduha i za slanje istog u izmenjivač dima/vazduha 202, 302; i gasnu turbinu otvorenog ciklusa sa eksternim sagorevanjem 203, 303, termički napajanu od izmenjivača dima/vazduha 202, 302 i povezanu sa ložištem 201a, 301a.
[0023] Postavljanjem izmenjivača dima/vazduha 202, 302 unutar kotla, pogodno je da sistem 200, 300 apsorbuje deo toplotne energije proizvedene sagorevanjem, pretvara je u elektri čnu energiju i obnavlja deo toplotne energije izgubljene u takvoj konverziji.
[0024] Na primer, u stanu gde se koristi kuć ni kotao, odnos između električnih kWh i termalnih kWh je ≤ 0,10, odnosno prosečna potreba za električnom energijom u stanu, za godinu dana, približno je jednaka 10 % potrebe za gasom koji se koristi za grejanje (izraženo u kWh). Dakle, pod takvim uslovima izmenjivač dim/vazduh 202, 302 ć e apsorbovati 10 % toplotne energije isparenja, tako da ć e u slučaju kotla za ku ć nu upotrebu, oni proć i kroz glavni izmenjivač dima/vode 207, 307 ne više na 350°C, ve ć na oko 325°C.
[0025] Poželjno prema pronalasku, glavni izmenjivač dima/vode 207, 307 je konfigurisan za povrat toplote sadržane u dimovima sagorevanja.
[0026] Poželjno prema pronalasku, deo toplotne energije, poželjno već i od 70 % proizvedene u komori za sagorevanje 201a, 301a, koja se ne prenosi na izmenjivač dima/vazduha 202, 302, ć e se preneti, kroz dim, u glavni izmenjivač dima/vode 207, 307 za zagrevanje vode.
[0027] Prema aspektu pronalaska, strujni generator 205, 305, koji generiše kontinuiranu (DC) ili naizmeničnu (AC) struju, i strujni pretvarač 206, 306, bilo da je DC/DC, DC/AC ili AC/AC pretvarač, mogu da proizvode električnu energiju u skladu sa tehničkim specifikacijama električne mreže.
[0028] U upotrebi, kompresor 204, 304 komprimira vazduh uzet iz okoline i šalje ga u izmenjivač dima/vazduha 202, 302 u kome sam vazduh dobija deo toplotne energije koju proizvodi ložište 201a, 301a u kotlu 201, 301. Tako zagrejan vazduh ulazi u turbinu 203, 303 gde se širi, stvara energiju koju ć e generator 205, 305 (DC ili AC) i strujni pretvarač 206, 306 transformisati u električnu energiju u skladu sa tehničkim specifikacijama električne mreže.
[0029] Prema jednom aspektu pronalaska, vazduh koji izlazi iz turbine 203, 303 se meša sa vazduhom za sagorevanje u kotlu 201, 301.
[0030] Poželjno je da se preostala toplotna energija vazduha koji izlazi iz turbine 203, 303 povrati poveć anjem temperature vazduha za sagorevanje koji snabdeva ložište 201a, 301a kotla 201, 301, mešanjem ili direktno u kotao 201, 301 da bi se olakšalo postizanje visokih temperatura.
[0031] Poželjno, sistem 200, 300 omoguć ava da se postigne proizvodnja mehaničke energije pomo ć u gasne turbine otvorenog ciklusa 203, 303 i, prema tome, električne energije pomoć u generatora 205, 305 i pretvarača 206, 306 , čija se preostala toplotna snaga povrati u kotlu zajedno sa onom prisutnom u fluidu koji je eventualno preusmeren bajpas ventilom 210, 310. Na ovaj način ukupna efikasnost sistema 200, 300 ostaje slična toplotnoj efikasnost klasičnog kotla, ali sa savremenom proizvodnjom električne energije za eksploataciju.
[0032] Poželjno, sistem 200, 300 proizvodi električnu energiju sa procentima već im od 5 % napajane snage, omoguć avaju ć i kogeneraciju čak i u situacijama kada je potreba za toplotnom energijom (u obliku vode ili pare) i potreba za električnom energijom jako neuravnotežena prema prvoj.
[0033] Povoljno, održavajuć i ukupnu efikasnost fiksnom, mogu ć e je podesiti i količinu goriva za upotrebu i deo proizvodnje električne energije, pomoć u bajpas ventila 210, 310, u korist proizvodnje toplotne energije praveć i odgovaraju ć e izmene u cirkulaciji vazduha u turbini, pomo ć u bajpas ventila 210, 310 ili ne spajanjem generatora na električnu mrežu.
[0034] Sistem 200, 300 uključuje dodatni izmenjivač toplote 209, 309 koji može da povrati preostalu toplotnu energiju fluida koji izlazi iz turbine 203, 303 i one koju eventualno preusmerava bajpas ventil 210, 310, i da se predgreje voda koja se zagreva i koja ulazi u glavni izmenjivač 207, 307.
[0035] Konkretno, sistem 200 uključuje dodatni izmenjivač toplote vazduh/voda 209 na koji je povezana turbina 203 koja je u sistemu 200 turbina sa spoljnim sagorevanjem zatvorenog ciklusa 203. U ovom slučaju, vazduh koji izlazi iz turbina 203, mešajuć i se i sa vazduhom preusmerenim bajpas ventilom 210, sa svojom zaostalom toplotnom energijom, dospeva u izmenjivač vazduh/voda 209 gde emituje toplotnu energiju direktno vodi koja se zagreva u kotlu.
[0036] Dodatni izmenjivač 209, 309 omoguć ava prethodno zagrevanje vode i stoga smanjenje vremena čekanja da voda dostigne željenu temperaturu kada izađe iz kotla. Istovremeno se vazduh hladi i dovodi do temperature, koja takođe može biti niža od temperature okoline, koju treba da preuzme kompresor 204. Na taj način turbinski ciklus postaje zatvoreni ciklus sa globalnom efikasnošć u. turbinska/kotlovska jedinica bliska onoj u prvoj varijanti, sa prednošć u bržeg zagrevanja vode i mogu ć nosti koriš ć enja vazduha u turbinskom postrojenju sa minimalnim pritiskom višim od atmosferskog pritiska kako bi se postigao ukupni manje dimenzije sa istom izlaznom snagom ili već im performansama turbine i samim tim ve ć om proizvodnjom električne energije (uvek ostajuć i u opsegu procenta performansi koji je napred nazna čen).
[0037] U upotrebi, u sistemu 200 kompresor 204 komprimira vazduh i šalje ga u izmenjivač toplote 202 gde vazduh dobija deo toplotne snage koju proizvodi ložište 201a u kotlu 201. Vazduh zagrejan na ovaj način ulazi, sa protokom podešenim bajpas ventilom 210, u turbinu 203 gde se širi proizvodeć i energiju koju generator 205 (DC ili AC) i strujni invertor 206 pretvaraju u električnu energiju.
[0038] U skladu sa drugom realizacijom ovog pronalaska, prikazanom na slici 2, kompresor 304 se snabdeva sa inertnim gasovitim fluidom, umesto vazduhom, koji pokazuju efikasnije karakteristike u poređenju sa vazduhom za potrebe funkcije koja se obavlja.
[0039] Prema aspektu pronalaska, gasna turbina 303 je turbina zatvorenog ciklusa sa spoljnim sagorevanjem povezana sa ložištem 301a, a dodatni izmenjivač toplote 309 je izmenjivač gasoviti fluid/voda postavljen na izlazu turbine 303, tako da se preostala toplotna energija prenosi na izmenjiva č gasoviti fluid/voda 309.
[0040] Prema tome, kogeneracioni sistem 200, 300 prema pronalasku omoguć ava regulisano predgrevanje vode i stoga smanjenje vremena čekanja za vodu da dostigne željenu temperaturu kada izađe iz kotla.
[0041] Prednost prema pronalasku je da se sistem karakteriše emisijama izduvnih gasova sličnih emisijama kotla, dakle veoma niskim u poređenju sa onima koje se javljaju kod drugih sistema koji proizvode električnu energiju.
[0042] Dalja prednost sistema prema pronalasku je konstruktivna jednostavnost i laka realizacija, sa bilo kojom veličinom snage, i moguć a difuzija u velikim razmerama.
[0043] Dalja prednost sistema prema pronalasku je brže zagrevanje vode i moguć nost koriš ć enja inertnog gasa, zbog činjenice da se u isto vreme inertni gas hladi i dovodi do temperature koja mo že biti čak niža od sobne temperature, kako bi se vratila kompresoru.
[0044] Još jedna prednost sistema kogeneracije prema pronalasku je ta što je manji za istu proizvedenu snagu i ima ve ć e performanse turbine, a samim tim i pove ć anu proizvodnju električne energije.
[0045] Konačno je jasno da sistem kogeneracije koji je ovde opisan i ilustrovan mo že biti podložan modifikacijama i varijacijama bez odstupanja od obima ovog pronalaska, kako je definisano u prilo ženim patentnim zahtevima.

Claims (3)

Patentni zahtevi:
1. Sistem kogeneracije (200, 300) koji se sastoji od:
- kotla (201, 301) za zagrevanje vode za domać instvo;
- ložišta (201a, 301a) tečnog ili gasovitog goriva, postavljenog u kotao (201, 301) iz kojeg izlaze dimovi sagorevanja;
- kompresora (204, 304) za gasovitu tečnost;
- izmenjivača toplote (202, 302) koji je u stanju da razmenjuje toplotnu energiju između dimova sagorevanja koji se stvaraju u komori za sagorevanje (201a, 301a) i fluida koji dolazi iz kompresora (204, 304);
- gasne turbine (203, 303) koja prima fluid komprimovan i zagrejan iz izmenjivača toplote (202, 302);
- strujnog generatora (205, 305) i strujnog invertora (206, 306) spojenih na gasnu turbinu (203, 303) koji mogu da generišu električnu energiju;
- glavnog izmenjivača dima/vode (207, 307) postavljenog iza izmenjivača toplote (202, 302) koji može da povrati toplotnu energiju između isparenja proizvedenih u komori za sagorevanje (201a, 301a) i vode;
- bajpas ventila (210, 310) postavljenog ispred turbine (203, 303), konfigurisanog za podešavanje brzine protoka dela fluida koji ulazi u gasnu turbinu (203, 303) i preostalog protoka fluida koji treba da se preusmeri;
naznačeno time što sadrži dodatni izmenjivač toplote (209, 309) koji je postavljen da povrati preostalu toplotnu energiju dela fluida koji se šalje iz turbine (203, 303) i preostalog toka fluida preusmerenog preko bajpas ventila ( 210, 310) i predviđenog za predgrevanje vode koja ulazi u glavni izmenjivač toplote (207, 307).
2. Sistem kogeneracije (200, 300) prema patentnom zahtevu 1, naznačeno time što sistem kogeneracije dalje sadrži elektronsku kontrolnu jedinicu, pri čemu se navedeni bajpas ventil (210, 310) kontroliše u svom otvaranju i zatvaranju pomoć u navedene elektronske kontrolne jedinice.
3. Sistem kogeneracije (200, 300) prema patentnom zahtevu 1, naznačeno time što je izmenjivač toplote (202, 302) izmenjivač dima/gasa konfigurisan da apsorbuje najmanje 5 % toplotne energije isparenja tako da oni prolaze kroz glavni izmenjivač dima/vode (207, 307) na temperaturi već oj ili jednakoj 320°C.
RS20220474A 2017-12-22 2018-12-19 Kogeneracijski sistem za kotao RS63274B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT201700148827 2017-12-22
PCT/IB2018/060325 WO2019123305A1 (en) 2017-12-22 2018-12-19 Cogeneration system for a boiler
EP18839622.0A EP3728959B1 (en) 2017-12-22 2018-12-19 Cogeneration system for a boiler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS63274B1 true RS63274B1 (sr) 2022-06-30

Family

ID=61868785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20220474A RS63274B1 (sr) 2017-12-22 2018-12-19 Kogeneracijski sistem za kotao

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11022035B2 (sr)
EP (1) EP3728959B1 (sr)
JP (1) JP7472035B2 (sr)
KR (1) KR102690627B1 (sr)
CN (1) CN111512096B (sr)
CA (1) CA3086644A1 (sr)
ES (1) ES2914625T3 (sr)
HU (1) HUE059153T2 (sr)
PL (1) PL3728959T3 (sr)
RS (1) RS63274B1 (sr)
WO (1) WO2019123305A1 (sr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL244675B1 (pl) 2022-03-15 2024-02-19 Aic Spolka Akcyjna Kocioł kogeneracyjny

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2009711C3 (de) * 1970-03-02 1980-08-07 Oemv Ag Verfahren und Anlage zur Ausnutzung des Energieinhaltes des bei katalytischem Krackanlagen anfallenden Rauchgases
US3965675A (en) * 1974-08-08 1976-06-29 Westinghouse Electric Corporation Combined cycle electric power plant and a heat recovery steam generator having improved boiler feed pump flow control
US4289475A (en) * 1977-01-05 1981-09-15 Selas Corporation Of America Steam vaporization of oil
US4353206A (en) * 1980-08-20 1982-10-12 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in combined cycle plants
DE3731688A1 (de) * 1987-09-21 1989-03-30 Degussa Verfahren zur katalytischen umsetzung von kohlenwasserstoff, halogenkohlenwasserstoff und kohlenmonoxid enthaltenden abgasen
IT1227318B (it) * 1988-07-29 1991-04-08 Pietro Italiano Caldaia a combustione catalitica di metano per ottenimento di acqua calda per usi domestici ed industriale.
US5059405A (en) * 1988-12-09 1991-10-22 Bio-Gas Development, Inc. Process and apparatus for purification of landfill gases
US6564556B2 (en) * 1992-10-27 2003-05-20 J. Lyell Ginter High efficiency low pollution hybrid brayton cycle combustor
US5384051A (en) * 1993-02-05 1995-01-24 Mcginness; Thomas G. Supercritical oxidation reactor
US5650128A (en) * 1994-12-01 1997-07-22 Thermatrix, Inc. Method for destruction of volatile organic compound flows of varying concentration
US5847353A (en) * 1995-02-02 1998-12-08 Integrated Environmental Technologies, Llc Methods and apparatus for low NOx emissions during the production of electricity from waste treatment systems
US6126913A (en) * 1996-06-06 2000-10-03 Thermatrix, Inc. Thermal oxidizers with improved preheating means and processes for operating same
US5896740A (en) * 1996-09-12 1999-04-27 Shouman; Ahmad R. Dual cycle turbine engine having increased efficiency and heat recovery system for use therein
JP2000054855A (ja) 1998-08-07 2000-02-22 Ebara Corp 外部加熱式ガスタービン
US6393821B1 (en) * 1998-08-21 2002-05-28 Edan Prabhu Method for collection and use of low-level methane emissions
DE10047262B4 (de) * 2000-09-23 2005-12-01 G.A.S. Energietechnologie Gmbh Verfahren zur Nutzung methanhaltiger Gase
MXPA03003772A (es) * 2000-10-30 2003-07-28 Ztek Corp Sistema de energia de funciones multiples, que se pueden operar como una celda de combustible, reformador o planta termica.
US6748742B2 (en) * 2000-11-07 2004-06-15 Capstone Turbine Corporation Microturbine combination systems
US6655137B1 (en) * 2001-06-25 2003-12-02 Amir A. Sardari Advanced combined cycle co-generation abatement system
DE20220621U1 (de) * 2002-04-27 2003-12-24 Öko-Insel Maschinenbau GmbH Mikrogasturbine
AU2003256765A1 (en) * 2002-07-25 2004-02-16 Ingersoll-Rand Energy Systems Corporation Microturbine for combustion of volatile organic compounds (vocs)
US6892542B2 (en) * 2002-09-13 2005-05-17 General Electric Company Gas compression system and method for microturbine application
MX354577B (es) * 2002-10-10 2018-03-12 Lpp Comb Llc Sistema para la evaporación de combustibles líquidos para la combustión y método de uso.
US7007487B2 (en) * 2003-07-31 2006-03-07 Mes International, Inc. Recuperated gas turbine engine system and method employing catalytic combustion
JP4581563B2 (ja) * 2004-08-31 2010-11-17 株式会社日立製作所 コンバインドサイクル発電設備，蒸気火力発電設備
JP4787715B2 (ja) * 2006-10-16 2011-10-05 株式会社荏原製作所 ガスタービン装置
JP4296200B2 (ja) * 2007-01-29 2009-07-15 大多喜ガス株式会社 給湯システム
US8671658B2 (en) * 2007-10-23 2014-03-18 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel
US8701413B2 (en) * 2008-12-08 2014-04-22 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel in multiple operating modes
US20100275611A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Edan Prabhu Distributing Fuel Flow in a Reaction Chamber
US8621869B2 (en) * 2009-05-01 2014-01-07 Ener-Core Power, Inc. Heating a reaction chamber
JP5358329B2 (ja) * 2009-07-16 2013-12-04 本田技研工業株式会社 コージェネレーション装置
DE102009057100B4 (de) 2009-12-04 2012-12-20 Klaus Affeld Wartungsfreies Aggregat für die Kraftwärmekopplung
WO2011116010A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Flexenergy, Inc. Processing fuel and water
US20120000200A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 General Electric Company Inert gas purging system for an orc heat recovery boiler
MY156099A (en) * 2010-07-02 2016-01-15 Exxonmobil Upstream Res Co Systems and methods for controlling combustion of a fuel
MY164051A (en) * 2010-07-02 2017-11-15 Exxonmobil Upstream Res Co Low emission triple-cycle power generation systems and methods
US20120039701A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Nuovo Pignone S.P.A. Closed Cycle Brayton Cycle System and Method
US9057028B2 (en) * 2011-05-25 2015-06-16 Ener-Core Power, Inc. Gasifier power plant and management of wastes
DE102011111869A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Christian Berger Heiz und Stromgenerator zum An- oder Einbau an Heizkessel für private und gewerbliche Anlagen
JP5741524B2 (ja) * 2011-10-19 2015-07-01 株式会社豊田自動織機 ランキンサイクル
US9567903B2 (en) * 2012-03-09 2017-02-14 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9371993B2 (en) * 2012-03-09 2016-06-21 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation below flameout temperature
US9194584B2 (en) * 2012-03-09 2015-11-24 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with gradual oxidizer warmer
CN202993898U (zh) * 2012-12-21 2013-06-12 李书明 火电厂汽水系统
TW201502356A (zh) * 2013-02-21 2015-01-16 Exxonmobil Upstream Res Co 氣渦輪機排氣中氧之減少
CN103233819B (zh) * 2013-04-11 2017-07-07 哈尔滨耦合动力工程技术中心有限公司 耦合式燃气轮机‑变频发电机热电联供系统及联供方法
US9381462B2 (en) * 2013-07-01 2016-07-05 General Electric Company System and method for reducing emissions via solvent injection
US9683515B2 (en) * 2013-07-02 2017-06-20 Cummins, Inc. Waste heat recovery system including a mechanism for collection, detection and removal of non-condensable gas
CN103644003A (zh) * 2013-12-17 2014-03-19 汪禹 通用燃料复合循环热力发电装置
CN105222203A (zh) 2015-11-04 2016-01-06 清华大学 一种新型燃气热电联产集中供热装置
JP6763520B2 (ja) * 2016-05-20 2020-09-30 三菱パワー株式会社 炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法
CN106224099B (zh) * 2016-09-20 2019-02-15 中国科学院工程热物理研究所 一种双燃料热电联供注水正逆燃气轮机联合循环系统
JP6937217B2 (ja) * 2017-10-17 2021-09-22 三菱パワー株式会社 給水系統における海水の漏洩検出装置及び方法並びに蒸気タービンプラント

Also Published As

Publication number Publication date
PL3728959T3 (pl) 2022-06-13
KR20200104330A (ko) 2020-09-03
CN111512096A (zh) 2020-08-07
CA3086644A1 (en) 2019-06-27
EP3728959A1 (en) 2020-10-28
RU2020122345A3 (sr) 2022-03-14
HUE059153T2 (hu) 2022-10-28
US20200309026A1 (en) 2020-10-01
EP3728959B1 (en) 2022-03-16
WO2019123305A1 (en) 2019-06-27
US11022035B2 (en) 2021-06-01
RU2020122345A (ru) 2022-01-24
ES2914625T3 (es) 2022-06-14
JP2021509167A (ja) 2021-03-18
KR102690627B1 (ko) 2024-07-31
JP7472035B2 (ja) 2024-04-22
CN111512096B (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10823015B2 (en) Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method
Poerner et al. Waste heat recovery
RU2549743C1 (ru) Теплофикационная газотурбинная установка
RS63274B1 (sr) Kogeneracijski sistem za kotao
CN203547925U (zh) 一种燃气蒸汽联合循环发电站
RU2115000C1 (ru) Комбинированная котельная
RU2309261C2 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2772096C2 (ru) Система совместного производства тепловой и электрической энергии для котла
RU133566U1 (ru) Парогазовая установка
RU2467179C1 (ru) Парогазовая установка с дожигающим устройством
CN217737175U (zh) 提高垃圾发电厂发电效率的新型过热炉
RU2236605C2 (ru) Способ совместного производства электрической и тепловой энергии с использованием теплоты вторичных энергоресурсов промышленных предприятий и энергоустановка для его реализации
RU2300636C1 (ru) Комбинированная тепло- и электроснабжающая установка
RU2772445C1 (ru) Теплогенератор
SU454360A1 (ru) Парогазова установка
RU2347916C1 (ru) Комбинированная система теплоэнергоснабжения
RU2772445C9 (ru) Теплогенератор
GB2473030A (en) Fluid heating apparatus and method comprising a heat exchanger adjacent a flue
EP3124757A1 (en) Integrated heat and power plant using geothermal energy
RU2674060C1 (ru) Тепловой пункт системы отопления и горячего водоснабжения
RU2309262C2 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
CN205842605U (zh) 高效燃机余热回收系统
RU67644U1 (ru) Комбинированная теплоэнергетическая система
RU2309257C2 (ru) Тепловая электрическая станция
CN203750412U (zh) 基于烟气选择性催化还原装置的脱硝控制装置