(11) | 027439 (13) B1 |
    Разделы: A B C E F G H  |
(21) | 201390053 |
(22) | 2011.06.09 |
(51) | F02C 7/08 (2006.01) |
(31) | 61/361,170 |
(32) | 2010.07.02 |
(33) | US |
(43) | 2013.04.30 |
(86) | PCT/US2011/039824 |
(87) | WO 2012/003076 2012.01.05 |
(71) | (73) ЭКСОНМОБИЛ АПСТРИМ РИСЕРЧ КОМПАНИ (US) |
(72) | Элфке Расселл Х., Минта Моузес (US) |
(74) | Медведев В.Н. (RU) |
(54) | ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ |
(57) 1. Интегрированная система для производства электроэнергии, содержащая
газотурбинную систему, содержащую
первый компрессор (104), выполненный с возможностью приема и сжатия потока охлажденного рециркулирующего газа в сжатый рециркулирующий поток;
второй компрессор (118), выполненный с возможностью приема и сжатия подаваемого окислителя в сжатый окислитель;
камеру сгорания (110), выполненную с возможностью приема сжатого рециркулирующего потока и сжатого окислителя и, по существу, стехиометрического горения потока топлива, при этом сжатый рециркулирующий поток служит в качестве разбавителя для сдерживания температур горения; и
расширитель (106), соединенный с первым компрессором и выполненный с возможностью приема продуктов сгорания из камеры сгорания для генерирования газообразного выхлопного потока, генерирования электроэнергии и, по меньшей мере, частичного приведения в действие первого компрессора;
систему рециркуляции выхлопных газов, содержащую
теплоутилизационный парогенератор (126), выполненный с возможностью приема газообразного выхлопного потока из расширителя и генерирования пара и охлажденного выхлопного потока; и
вспомогательный компрессор (142), выполненный с возможностью приема и увеличения давления охлажденного выхлопного потока для предоставления потока охлажденного рециркулирующего газа для впрыскивания в первый компрессор,
по меньшей мере один охлаждающий блок (134), выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного из охлажденного выхлопного потока и потока охлажденного рециркулирующего газа и генерирования потока удаления воды и потока охлажденного рециркулирующего газа, причем поток удаления воды соединен по текучей среде с теплоутилизационным парогенератором для генерирования дополнительного пара, и
по меньшей мере один кислородный датчик, расположенный на выходе из расширителя и используемый для регулирования количества окислителя, впрыскиваемого в камеру сгорания.
2. Система по п.1, в которой система рециркуляции выхлопных газов дополнительно содержит паровую газовую турбину (128), выполненную с возможностью приема пара и дополнительного генерирования электрической энергии.
3. Система по п.1, в которой второй компрессор (118) выполнен с возможностью приема подаваемого окислителя, выбранного из воздуха, обогащенного кислородом воздуха или любой их комбинации.
4. Система по п.1, в которой камера сгорания (110) выполнена с возможностью сжигания потока топлива, выбранного из группы, состоящей из природного газа, метана, бутана, пропана, синтетического газа, дизельного топлива, керосина, авиационного топлива, угольного вторичного топлива, биотоплива, насыщенного кислородом углеводородного сырья и любой их комбинации.
5. Система по п.1, в которой расширитель (106) выполнен с возможностью обеспечения газообразного выхлопного потока в теплоутилизационный блок с давлением, большим атмосферного.
6. Система по п.1, в которой расширитель (106) выполнен с возможностью обеспечения газообразного выхлопного потока, выходящего из расширителя, с температурой, составляющей примерно 677°C.
7. Система по п.1, в которой вспомогательный компрессор выполнен с возможностью увеличивать давление потока охлажденного рециркулирующего газа до давления между примерно 1,20 и примерно 1,48 кг/см2.
8. Система по п.1, выполненная с возможностью дополнительно создавать поток продувки, взятый из сжатого рециркулирующего потока.
9. Система по п.8, причем система дополнительно содержит сепаратор CO2 (148) для обработки потока продувки для генерирования потока двуокиси углерода и остаточного потока, главным образом, содержащего азотный газ.
10. Система по п.8, причем система дополнительно выполнена с возможностью направлять по меньшей мере часть потока продувки в место для секвестрации двуокиси углерода, продажи двуокиси углерода, захвата углерода, выпуска наружу или их комбинаций.
11. Способ генерирования электрической энергии с использованием системы по любому из пп.1-10, заключающийся в том, что
сжимают поток охлажденного рециркулирующего газа в первом компрессоре (104) для получения сжатого рециркулирующего потока;
сжимают подаваемый окислитель во втором компрессоре (118) для получения сжатого окислителя;
по существу, стехиометрически сжигают поток топлива и сжатый окислитель при наличии сжатого рециркулирующего потока в камере сгорания (110), тем самым генерируя продукты сгорания, причем сжатый рециркулирующий поток приспособлен для регулирования температуры продуктов сгорания;
расширяют продукты сгорания в расширителе (106) для получения газообразного выхлопного потока и электрической энергии;
извлекают тепло из газообразного выхлопного потока в теплоутилизационном парогенераторе (126) для получения пара и охлажденного выхлопного потока и
охлаждают по меньшей мере один из охлажденного выхлопного потока и потока охлажденного рециркулирующего газа в охлаждающем блоке (134) для удаления из них по меньшей мере части конденсированной воды;
направляют часть конденсированной воды из охлаждающего блока в теплоутилизационный парогенератор для генерирования дополнительного пара;
увеличивают давление охлажденного выхлопного потока во вспомогательном компрессоре (142) для предоставления потока охлажденного рециркулирующего газа для впрыскивания в первый компрессор, регулируют количество окислителя, впрыскиваемого в камеру сгорания, с использованием по меньшей мере одного кислородного датчика, расположенного на выходе из расширителя.
12. Способ по п.11, дополнительно состоящий в том, что дополнительно генерируют электрическую энергию из пара в паровой газовой турбине.
13. Способ по п.11, дополнительно состоящий в том, что
удаляют часть сжатого рециркулирующего потока в качестве потока продувки;
обрабатывают поток продувки в сепараторе CO2 и
выпускают поток двуокиси углерода и остаточный поток, главным образом, содержащий азотный газ, из сепаратора CO2.
14. Интегрированная система для производства электроэнергии, содержащая
газотурбинную систему, содержащую
первый компрессор (104), выполненный с возможностью приема и сжатия потока охлажденного рециркулирующего газа в сжатый рециркулирующий поток;
второй компрессор (118), выполненный с возможностью приема и сжатия подаваемого окислителя в сжатый окислитель;
камеру сгорания (110), выполненную с возможностью приема сжатого рециркулирующего потока и сжатого окислителя и, по существу, стехиометрического горения потока топлива; и
расширитель (106), соединенный с первым компрессором и выполненный с возможностью приема продуктов сгорания из камеры сгорания для генерирования газообразного выхлопного потока при температуре по меньшей мере 677°C и для генерирования электрической энергии; и
систему рециркуляции выхлопных газов, содержащую
теплоутилизационный парогенератор (126), выполненный с возможностью приема газообразного выхлопного потока из расширителя и генерирования пара и охлажденного выхлопного потока;
вспомогательный компрессор (142), выполненный с возможностью приема и увеличения давления охлажденного выхлопного потока до давления между примерно 1,20 и примерно 1,48 кг/см2; и
первый охлаждающий блок (134), выполненный с возможностью приема охлажденного рециркулирующего потока из вспомогательного компрессора и генерирования из воды охлажденного рециркулирующего потока потока удаления воды, соединенного по текучей среде с теплоутилизационным парогенератором для генерирования дополнительного пара, и потока охлажденного рециркулирующего газа для впрыскивания в первый компрессор, и
по меньшей мере один кислородный датчик, расположенный на выходе из расширителя и используемый для регулирования количества окислителя, впрыскиваемого в камеру сгорания.
15. Система по п.14, выполненная с возможностью дополнительно создавать поток продувки (146), взятый из сжатого рециркулирующего потока, и содержащая сепаратор CO2 (148) для обработки потока продувки для генерирования потока двуокиси углерода и остаточного потока, главным образом, содержащего азотный газ.
| 
