BRPI0802550A2 - sistema de geração de energia com ciclo combinado - Google Patents
sistema de geração de energia com ciclo combinado Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0802550A2 BRPI0802550A2 BRPI0802550A BRPI0802550A2 BR PI0802550 A2 BRPI0802550 A2 BR PI0802550A2 BR PI0802550 A BRPI0802550 A BR PI0802550A BR PI0802550 A2 BRPI0802550 A2 BR PI0802550A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- steam
- power generation
- generation system
- cyclocombined
- turbine
- Prior art date
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
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
- F02C3/305—Increasing the power, speed, torque or efficiency of a gas turbine or the thrust of a turbojet engine by injecting or adding water, steam or other fluids
-
- 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
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
- F01K21/047—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
-
- 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
- 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
-
- 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
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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
SISTEMA DE GERAçãO DE ENERGIA COM CICLO COMBINADO. A presente invenção refere-se a um sistema de geração de energia em um eixo rotativo que utiliza o conceito de ciclo combinado e tem por finalidade preferencial compor um sistema gerador de energia com alto rendimento e baixo custo. Mais particularmente, o sistema gerador de energia, mecânica, segundo a presente invenção compreende a combinação de uma turbina à gás acoplada em uma câmara geradora de vapor que, por sua vez, é acoplada a pelo menos uma turbina a vapor por meio de um duto condutor, sendo que, preferencialmente, a referida turbina é do tipo turbina a vapor de discos paralelos.
Description
"SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLO COMBINADO"Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um sistema de geração deenergia mecânica em eixo rotativo, mais particularmente um sistema que utilizao conceito de ciclo combinado cuja finalidade é compor um sistema de geraçãode energia com alto rendimento e baixo custo de fabricação.
Mais preferencialmente, a presente invenção refere-se a umsistema gerador de energia, do tipo ciclo combinado, que compreendecaracterísticas técnicas e funcionais capazes de gerar uma potência muitoelevada no eixo de uma turbina. De modo sucinto, porém mais detalhado nadescrição a seguir, o sistema segundo a presente invenção é constituído pelacombinação de uma turbina a gás acoplada em uma câmara geradora de vaporque, por sua vez, é acoplada á uma turbina a vapor, preferencialmente umaturbina a vapor de discos paralelos, e mais preferencialmente do tipo Teslacom aletas de efeito Pelton.
Fundamentos da InvençãoComo é do conhecimento dos técnicos no assunto, existeminúmeras maneiras de se obter energia mecânica, bem como na geração deenergia elétrica. Dentre as diversas maneiras, existem inúmeros modelos deequipamentos e sistemas responsáveis para geração de energia, mas apesarde aparentemente satisfazerem as necessidades atuais, revelam algunsinconvenientes que, a longo prazo, podem comprometer a vida dos sereshumanos, por exemplo: a escassez das fontes naturais comumente utilizadaspara geração de energia.
Tendo em vista que o sistema segundo a presente invençãoutiliza a combinação de uma turbina a gás, um gerador de vapor e uma turbinaa vapor, a seguir serão feitos alguns esclarecimentos de seus antecedentes atéo desenvolvimento da presente invenção.As turbinas a gás trabalham normalmente em ciclos abertos,baseando-se no ciclo da termodinâmica conhecido como ciclo de Brayton. Issoquer dizer que o comburente (ar) é admitido em pressão atmosférica ecomprimido no compressor para depois se misturar com o combustível em uma câmara de combustão, na qual também ocorre a queima. Os gases geradosdessa forma são misturados, sofrem expansão e são descarregados de volta àatmosfera após passagem pela turbina.
Esse tipo de ciclo, realizado pelas turbinas a gás, apresenta comouma de suas propriedades essenciais, a obtenção de temperaturas muito elevadas atingindo picos da ordem de 1000 a 1300°C na turbina de força. Alémdisso, é capaz de gerar potência e liberar os gases com grande disponibilidadeenergética, com temperaturas da ordem de 500 a 650°C.
Quanto à geração de vapor, sabe-se que durante décadas sãoutilizadas caldeiras convencionais, as quais consomem demasiadamente os combustíveis (biomassa, gás, óleo, e outros combustíveis líquidos) para obter aa geração de calor via sua combustão. Essas caldeiras são constituídas portrocadores de calor, percorridos por um fluxo de água e aquecidos até suavaporização, podendo resultar em vapor saturado ou superaquecido
O referido vapor, seja ele saturado ou superaquecido, pode ser direcionado para um reservatório, no qual é acumulado até atingir a pressão etemperatura necessários para a utilização nas turbinas de vapor convencionais.
Entretanto, como pode ser observado, esse tipo de equipamentoe sistema revela uma série de inconvenientes relacionados a eficiência,agilidade, desperdício de combustíveis e, ainda, espaço físico. Mais especificamente, observa-se que:
i) o tempo para aquecer os trocadores de calor é muito demorado, o queacaba consumindo demasiadamente os combustíveis;
ii) todo o calor gerado durante o processo de aquecimento dostrocadores é perdido;
iii) as caldeiras são grandes e ocupam espaço físico considerável,exigindo instalações complexas e caras;
iv) as caldeiras apresentam problemas de vazão.
Como alternativa, é possível utilizar uma fonte de calor disponíveloriunda de outro processo, em que a água da caldeira pode ser aquecida evaporizada usando esse calor disponível e dispensando a queima de combustívelneste ciclo de vaporização, tal processo também conhecido como ciclo de Rankine.Neste caso, a combinação dos ciclos Brayton e Rankine é chamado de ciclocombinado e a caldeira usada é denominada de caldeira de recuperação.
O grande inconveniente revelado pelos mecanismos deacionamento de turbinas a vapor do estado da técnica está relacionado com ageração do vapor nas condições necessárias. Mais particularmente, existe ogrande problema, que é enfrentado atualmente, e que terá reflexos futuros, daescassez das fontes de combustíveis e a degradação dos recursos naturais, osquais comprometem o meio ambiente com a emissão de poluentes.
Cabe destacar que a queima dos combustíveis durante oprocesso de iniciação do funcionamento das caldeiras, ou seja, nas etapasiniciais em que não se consegue obter vapor, todo o combustível e, ainda ocalor gerado é desperdiçado, pois não se consegue obter a pressão etemperatura de forma instantânea.
Portanto, resta claro que os equipamentos e sistemas geradoresde energia mecânica conhecidos no estado da técnica apresentam algunsinconvenientes e limitações relacionadas principalmente com a eficiência, potência, rendimentos e agilidade principalmente no processo de geração devapor, de modo que comprometem direta e indiretamente o meio ambiente.Descrição Resumida da InvençãoAssim, é objetivo da presente invenção um sistema de geração deenergia mecânica, preferencialmente do tipo ciclo combinado, que de forma objetivae eficaz soluciona e melhora as deficiências dos sistemas e equipamentosgeradores de energia do estado da técnica conforme acima identificados.
Mais preferencialmente, é objetivo da presente invenção um sistema gerador de energia, mecânica, que elimina de forma substancial osdesperdícios com combustíveis, além de propiciar elevada quantidade deenergia mecânica de modo eficiente.
É objetivo da presente invenção um sistema gerador de energiamecânica que, preferencialmente, mas não limitado a apenas essa finalidade, é acoplado em um sistema gerador de energia elétrica.
Também é objetivo do sistema gerador de energia mecânica objetoda presente invenção, prover uma estrutura compacta constituída pela combinaçãode uma turbina a gás com uma turbina a vapor de baixa pressão e baixatemperatura por intermédio de uma câmara geradora de vapor capaz de produzir vapor nas condições desejadas, de forma substancialmente instantânea.
A presente invenção tem por objetivo, ainda, um sistema geradorde energia para fins diversos que utiliza a energia mecânica produzida atravésda combinação de uma turbina a gás acoplada a uma turbina a vapor por meiode uma câmara geradora de vapor de alta eficiência.
Descrição da Invenção
Dessa forma, o sistema gerador de energia mecânica objeto dapresente invenção é compreendido por uma turbina a gás conectada em umaturbina a vapor de baixa pressão e baixa temperatura por meio de uma câmarageradora de vapor, que é capaz de obter vapor a partir da mistura de água com os gases gerados pela combustão provenientes da turbina a gás.
A referida câmara geradora de vapor é acoplada na saída degases da turbina a gás, de modo que a água de vaporização injetada nestacâmara é instantaneamente vaporizada devido às condições de temperatura ea energia contida nesses gases. Com isso, é possível definir de forma precisaas características do vapor gerado, que pode ser saturado, seco ousuperaquecido, dependendo da finalidade e da aplicação desejada. Para seobter vapor nessas condições, basta controlar a quantidade de água injetadana referida câmara geradora de vapor.
De modo preferencial, a câmara geradora de vapor é conectadaapós a turbina de força da turbina a gás, e compreende um mecanismo injetorque injeta água diretamente no fluxo de gás quente expelido pela turbina a gás,de modo que o contato das partículas de água promova vaporizaçãoinstantânea, produzindo vapor misturado com os gases de combustão. Assim,a vazão de água injetada na câmara geradora de vapor e o calor dos gases decombustão da turbina a gás, definem a titularidade do vapor saturado ou atemperatura do vapor superaquecido.
Preferencialmente, ditos mecanismos injetores são bicos quepulverizam a água de vaporização. E mais preferencialmente, dito mecanismoinjetor é formado por um anel provido de uma série de bicos de spraysdistribuídos ao redor de seu perímetro.
O vapor gerado é conduzido em direção à turbina a vapor de discosparalelos através de um duto direcionador. Cabe destacar que o referido dutodirecionador pode ter seção constante ou variável na forma de um difusor, o que vaidepender do tamanho da entrada e das características da turbina a vapor de discosparalelos. Além disso, dito duto direcionador pode compreender, um difusor centralque auxilia na condução e direcionamento do fluxo de vapor para que o mesmoincida mais eficientemente nos discos da turbina a vapor.
De modo preferencial, a referida turbina a vapor é do tipo Tesla, aqual compreende a disposição de discos paralelos de espessura relativamentepequena dispostos afastados entre si por distâncias muito pequenas. Esses discosparalelos são montados em um eixo formando um rotor fixo e acomodado em uminvólucro cilíndrico, tal como uma caixa, formando um estator.
O objetivo da turbina a vapor é girar o eixo para produzir a energiamecânica que pode ser utilizada para várias finalidades. Maispreferencialmente, em vista de suas propriedades, a referida energia mecânica gerada é muito bem aplicada quando o sistema da presente invenção estáacoplado em um gerador elétrico.
As características da turbina a vapor de discos paralelos, tal como ado tipo Tesla, tem por principio de funcionamento utilizar o fluido de trabalho paramovimentar o referido rotor, sendo que o vapor escoa da extremidade dos discosem direção ao seu centro, por onde escapa por uma saída de exaustão. Uma dasvantagens da turbina tipo Tesla é com relação à sua capacidade de utilizar vaporem qualquer condição, inclusive com baixa pressão e baixa temperatura e pode seroperado com vapor misturado com gases de combustão.
Ainda, mais preferencialmente, em relação a uma combinação adequada de discos da turbina a vapor, alguns deles, ou todos, compreendemuma configuração não lisa, de modo a formar canais que facilitam e auxiliam acondução e passagem do fluxo do fluído de trabalho entre as referidas placas.
Neste sentido, na realização preferencial da presente invenção, aturbina a vapor é do tipo Tesla com aletas de efeito Pelton, cuja função é girarseu eixo, por meio do efeito de camada limite combinado com o efeito geradopelas aletas tipo Pelton posicionadas radialmente em uma das faces dos discosparalelos, obtendo-se a energia mecânica para as diversas finalidades. Nestarealização, é possível aumentar consideravelmente o rendimento do sistema dapresente invenção.
Assim, com a alta eficiência na geração do vapor através daturbina a gás combinada com a câmara geradora de vapor, consegue-se obtero vapor com características ideais para ser aplicado na turbina a vapor, demodo a produzir altos níveis de energia mecânica no eixo do rotor.Ainda, pode-se destacar que uma das principais vantagens deutilizar uma turbina a gás acoplada à câmara geradora de vapor é que, além deser mais compacta que as caldeiras de recuperação, pode produzirinstantaneamente vapor na quantidade, pressão e temperatura desejadas e necessárias para realização de trabalho e geração de potência de eixo naturbina a vapor de baixa pressão e baixa temperatura.
Como destacado anteriormente, o sistema de geração de energiamecânica, segundo a presente invenção, tem grande aplicação quandoacoplado em um gerador elétrico, de modo a obter uma estação geradora de energia com alto rendimento e baixo custo de fabricação. Preferencialmente,dito gerador elétrico é acoplado ao sistema da presente invenção em uma baseúnica do tipo skid.
Alternativamente, no intuito de tornar o sistema da presente invençãomais econômico, é possível acoplar um condensador separador cuja finalidade é captar os gases e a água que sai pela saída de exaustão da dita turbina a vapor eseparar os gases da água, de modo a conduzir esta ultima para o reaproveitamentopelo mecanismo injetor de água na câmara geradora de vapor.
Também de modo adicional, é possível aproveitar o calor residualremanescente do fluido de saída da turbina a vapor, tal como a do tipo Tesla com aletas de efeito Pelton, aplicando-o no aquecimento de água de um cicloregenerativo ou para outras aplicações térmicas.
Descrição Resumida das FigurasOs objetivos, efeitos técnicos e vantagens do sistema de geraçãode energia mecânica objeto da presente invenção serão mais aparentes aos técnicos no assunto, a partir da descrição feita a seguir com referência àsfiguras anexas, as quais ilustram realizações preferidas, não limitativas dapresente invenção.
A Figura 1 mostra uma vista lateral do sistema de geração deenergia com ciclo combinado de acordo com a presente invenção, ilustrando osrespectivos fluxos de entrada e saída;
A Figura 2 mostra uma vista em planta do sistema ilustrado na Figura 1;
As Figuras 3 e 4 mostram vistas semelhantes às ilustradas nas
Figuras 1 e 2, mas em uma realização alternativa do sistema segundo apresente invenção;
A Figura 5 mostra uma vista ampliada da turbina a gás, segundouma realização preferencial da presente invenção; e
As Figuras 6A e 6B mostram vistas da turbina a vapor de discosparalelos, de acordo com a realização ilustrada nas Figuras 1 e 2.
Descrição Detalhada das Figuras
Para facilitar a compreensão dos elementos constitutivos dosistema de geração de energia segundo a presente invenção, bem como suasrealizações, as referências numéricas não serão repetidas integralmente emtodas as figuras, pois isto dificultaria a compreensão de alguns dos detalhesnelas ilustrados.
De acordo com as figuras anexas, particularmente com relação àsFiguras 1 e 2, observa-se que o sistema gerador de energia mecânicacompreende um ciclo combinado em monobloco, sendo constituído por umaturbina a gás (1) conectada a uma câmara geradora de vapor (2), interligada aum duto direcionador (3) cuja extremidade de saída está em comunicação compelo menos uma turbina a vapor (4).
Nesta realização preferencial de aplicação, o sistema de geraçãode energia mecânica é instalado sobre uma base de apoio (5) e é acoplado emum gerador elétrico (6), o qual é capaz de produzir energia modular paraqualquer finalidade.
Ainda com referência às Figuras 1 e 2, pode ser visto o fluxo do1 mencionado ciclo combinado em monobloco, no qual se inicia com a captaçãoe entrada de ar no bocal de entrada (11) da turbina a gás (1), que se misturacom o combustível injetado pelos bicos de alimentação (12) na câmara decombustão (7), gerando gás com elevada temperatura que é expandido naturbina de força (13) .
A referida turbina de força (13) provoca a expulsão dos gasesquentes da turbina a gás (1) em direção à câmara geradora de vapor (2)dotada de mecanismos de injeção de água (14). A água entra na dita câmarageradora de vapor (2) onde a energia dos gases provenientes da câmara decombustão (7), da turbina a gás (1), promove a vaporização instantânea daágua injetada, obtendo como resultado um fluxo de vapor, denominado vaporcontaminado ou viciado devido à mistura com os gases de combustão, que éconduzido através do duto direcionador (3).
O referido duto direcionador (3) tem por finalidade conduzir o fluxode vapor contaminado em direção a entrada de ar (15) da turbina a vapor (4).Neste sentido, cabe destacar que as características do dito duto direcionador(3) pode depender da potência e tamanho da turbina a vapor (4). Por exemplo,o referido duto direcionador (3) pode ter seção constante para fornecer vaporaos diversos conjuntos de turbina, mas também pode ter seção variávelsemelhante a um difusor.
Alternativamente, conforme ilustrado de modo exemplificador naFigura 2, no interior do referido duto condutor (3) pode ser disposto um difusorcondutor (16) cuja finalidade é orientar o fluxo de vapor para a(s) entrada(s)da(s) turbinas a vapor (4). A disposição desse difusor (16) é muito útil quandoexiste a combinação de mais de uma turbina a vapor (4), uma vez que oreferido difusor consegue direcionar o fluxo de vapor para as entradas dasturbinas de forma equilibrada.
A turbina a vapor (4) é preferencialmente formada por uma sériede discos paralelos (8) dispostos lado a lado e espaçados entre si a umadistância relativamente pequena, de modo que, o vapor contaminado queatravessa o duto direcionador (3) é introduzido na entrada de ar (15), a qualfica posicionada tangencialmente aos referidos discos paralelos (8).
Assim, o fluxo de vapor contaminado é introduzido tangencialmentenas extremidades dos discos (8), percorrendo suas superfícies, no espaço entre osdiscos (8) até ser expulso nas passagens centrais. Através desse fluxo de vapor,com alta temperatura e pressão, faz-se com que o eixo (10) que sustenta os discosse movimente e, conseqüentemente gera-se energia mecânica na extremidade(10') do referido eixo (10).
De modo preferencial, a saída do vapor da região central dosdiscos paralelos (8) pode ser canalizada para um duto de exaustão (17), o qualnormalmente emite vapor condensado.
Em uma realização alternativa, conforme ilustrada nas Figuras 3 e4, o referido duto de exaustão (17) é acoplado a um sistema de filtragem, ouainda em um condensador e separador (21) que compreende um tubo de saídade gás (22) e uma saída de água (23), esta última sendo conectada aomecanismo de injeção de água (14) por meio de uma tubulação (24),promovendo o reaproveitamento da água condensada.
O referido condensador e separador (21) têm por funcionalidadecondensar o vapor residual e promover a separação física dos gases de combustãoainda dissolvidos na água. A água, quente ou fria, retorna ao mecanismo de injeçãode água (14) na câmara geradora de vapor (2) e os gases de combustão sãoliberados na atmosfera pelo tubo de saída de gás (22).
Fazendo referência à Figura 5, é ilustrada a turbina a gás (1)acoplada à câmara geradora de vapor (2) dotada de mecanismo de injeção deágua (14). Nesta figura é ilustrada uma realização preferencial do referidomecanismo injetor de água (14), que compreende um anel (18) provido de umasérie de bicos injetores (19) espalhados radialmente que são alimentados porcanais (20). Como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, a quantidadee tamanho dos referidos bicos injetores (19) depende das características deprojeto do sistema como um todo.
As Figuras 6A e 6B ilustram alguns detalhes de uma realizaçãopreferencial da turbina a vapor (3) que compreende uma série de discosparalelos (8) dispostos lado a lado e espaçados entre si para formar passagensdo fluxo de vapor, como indicado na Figura 6B.
Particularmente com relação à Figura 6A, observa-se uma realização alternativa da configuração dos discos (8) da turbina a vapor (4). Narealização preferencial da presente invenção, a referida turbina a vapor (3) é dotipo Tesla com aletas de efeito Pelton, de modo que seja possível combinar oefeito de camada limite com o efeito gerado pelas aletas tipo Peltonposicionadas radialmente em uma das faces dos discos paralelos. Como indicado, a superfície dos discos (8) é dotada de algumas aletas (9) em formade arcos ou outra qualquer que auxilie a condução do fluxo de vapor entre aextremidade e o centro do disco (8), denominado como efeito Pelton.
Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, as turbinas avapor de discos paralelos são conhecidas como turbinas Tesla cujos discos compreendem superfícies lisas. Em uma realização alternativa e tambémvantajosa, é possível combinar discos paralelos e discos com aletas para seobter melhorias de velocidade e torque, o que vai depender dos objetivos eaplicações para o qual o sistema objeto da presente invenção for desenvolvido.
Por fim, cabe destacar que o sistema de geração de energia,segundo a presente invenção, também pode compreender ciclos e processosusados convencionalmente nas turbinas a gás, tais como ciclos regenerativos einjeção de água ou vapor na câmara de combustão, ou na entrada de ar docompressor, de modo que seja possível obter melhorias de eficiência, reduçãode temperatura da turbina e redução da emissão de NOx.
Claims (16)
1. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, caracterizado por compreender uma combinação seqüencial deturbina a gás (1) conectada a uma câmara geradora de vapor (2), interligada a um duto direcionador (3) cuja extremidade de saída é conectada em pelomenos uma turbina a vapor (4).
2. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adita câmara geradora de vapor (2) compreende mecanismo de injeção de água(14), disposto nas proximidades da turbina de força (13) da turbina a gás (1).
3. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de queo dito mecanismo de injeção de água (14) compreende um anel (18) provido deuma série de bicos injetores (19) espalhados radialmente, e são alimentados por canais (20).
4. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de queo referido duto direcionador (3) é conectado na saída de vapor da câmarageradora de vapor (2) e na entrada de ar (15) da turbina a vapor (4), e compreende uma seção constante.
5. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de queo referido duto direcionador (3) é conectado na saída de vapor da câmarageradora de vapor (2) e na entrada de ar (15) da turbina a vapor (4), e compreende uma seção variável.
6. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de queo referido duto direcionador (3) compreende adicionalmente um difusorcondutor (16) de orientação do fluxo de vapor em direção a(s) entrada(s) da(s)turbinas a vapor (4).
7. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea dita turbina a vapor (4) é preferencialmente formada por uma série de discosparalelos (8) dispostos lado a lado e espaçados entre si a uma distânciarelativamente pequena, e sustentados por um eixo (10).
8. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de quea entrada de ar (15) da turbina a vapor (4) é disposta tangencialmente aosdiscos paralelos (8).
9. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de queos ditos discos paralelos (8) são dotados de saídas de vapor dispostas naregião central de sua superfície.
10. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea saída do vapor da região central dos discos paralelos (8) é canalizada paraum duto de exaustão (17).
11. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato deque o referido duto de exaustão (17) está interligado a um sistema de filtragemou um condensador e separador (21) provido de saída de gás (22) e saída deágua (23) em comunicação com o mecanismo de injeção de água (14) dacâmara geradora de vapor (2).
12. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de queos discos (8) da turbina a vapor (4) são dotados de algumas aletas (9) emforma de arcos ou outra qualquer que auxilie a condução do fluxo de vaporentre a extremidade e o centro do disco (8).
13. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizadopelo fato de que a turbina a vapor (4) compreende uma combinação de discoslisos e com aletas (9).
14. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato deque a dita turbina a vapor (3) é do tipo Tesla com aletas de efeito Pelton.
15. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de serinterligado em um gerador elétrico (6).
16. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA COM CICLOCOMBINADO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser instalado sobre uma base de apoio (5), do tipo skid.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0802550 BRPI0802550A2 (pt) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | sistema de geração de energia com ciclo combinado |
| PCT/BR2009/000199 WO2010003205A1 (en) | 2008-07-08 | 2009-07-08 | Combined cycle energy generation system |
| EP09793725A EP2321509A1 (en) | 2008-07-08 | 2009-07-08 | Combined cycle energy generation system |
| JP2011516930A JP2011530027A (ja) | 2008-07-08 | 2009-07-08 | 複合サイクルエネルギー生成システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0802550 BRPI0802550A2 (pt) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | sistema de geração de energia com ciclo combinado |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0802550A2 true BRPI0802550A2 (pt) | 2010-03-09 |
Family
ID=41506603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0802550 BRPI0802550A2 (pt) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | sistema de geração de energia com ciclo combinado |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2321509A1 (pt) |
| JP (1) | JP2011530027A (pt) |
| BR (1) | BRPI0802550A2 (pt) |
| WO (1) | WO2010003205A1 (pt) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102278197A (zh) * | 2010-06-10 | 2011-12-14 | 杨兴隆 | 双燃盘式涡轮节能发动机 |
| WO2014089771A1 (zh) * | 2012-12-12 | 2014-06-19 | 杨民结 | 轮式内燃发动机 |
| US9194233B2 (en) | 2013-02-13 | 2015-11-24 | William W. Cochran | Disk turbine using heat pipes |
| CN105201651A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-12-30 | 杨兴隆 | 杨式超节能超动力发动机 |
| CN105888846A (zh) * | 2014-12-01 | 2016-08-24 | 杨兴隆 | 一种节能环保发动机 |
| GB2627325B (en) * | 2023-08-23 | 2025-06-18 | Clean Energy Design Systems Ltd | Improved hydrogen-fuelled gas turbine power system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB186084A (en) * | 1921-03-24 | 1922-09-25 | Nikola Tesla | Improved process of and apparatus for deriving motive power from steam |
| GB186083A (en) * | 1921-03-24 | 1922-09-25 | Nikola Tesla | Improved method of and apparatus for the economic transformation of the energy of steam by turbines |
| JPS62135619A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガスタ−ビンを用いる熱併給動力発生装置 |
| DE3619661A1 (de) * | 1986-02-20 | 1987-12-17 | Artur Richard Greul | Offener gasturbinen-prozess im zweistoffverfahren |
| JP2002174166A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Takeo Saito | 粘性・衝動複合型ソーラーパルスタービン |
| JP2008025523A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蒸気タービン |
-
2008
- 2008-07-08 BR BRPI0802550 patent/BRPI0802550A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-07-08 WO PCT/BR2009/000199 patent/WO2010003205A1/en not_active Ceased
- 2009-07-08 JP JP2011516930A patent/JP2011530027A/ja active Pending
- 2009-07-08 EP EP09793725A patent/EP2321509A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010003205A1 (en) | 2010-01-14 |
| EP2321509A1 (en) | 2011-05-18 |
| JP2011530027A (ja) | 2011-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2532635C2 (ru) | Аккумуляция электроэнергии тепловым аккумулятором и обратное получение электроэнергии посредством термодинамического кругового процесса | |
| US11204190B2 (en) | Evaporator with integrated heat recovery | |
| ES2402073T3 (es) | Instalación y procedimiento asociado para la conversión de energía calorífica en nergía mecánica, eléctrica y/o térmica | |
| BRPI0802550A2 (pt) | sistema de geração de energia com ciclo combinado | |
| CN101680649A (zh) | 当在太阳能热电厂中太阳能直接汽化时中间再热器燃烧的方法和设备 | |
| US12252994B2 (en) | Turbine assembly | |
| JP2023075231A (ja) | 統合された熱回収を備えた蒸発器 | |
| US20100307154A1 (en) | Closed thermodynamic system for producing electric power | |
| US20110265837A1 (en) | Rotary Heat Exchanger | |
| CN114641452A (zh) | 用于发电和海水淡化的热电联产涡轮机 | |
| RU2000449C1 (ru) | Многоконтурна энергетическа установка | |
| DK0613518T3 (da) | Kombineret gas-dampturbineanlæg til fremstilling af elektrisk energi | |
| KR20150062027A (ko) | 하이브리드 터빈 발전 시스템 | |
| US20100300099A1 (en) | Air-medium power system | |
| CN214366252U (zh) | 具有串联式特斯拉涡轮机的微型燃气轮机联合循环系统 | |
| CN101899992A (zh) | 封闭腔体微型气体发电机 | |
| CN117780582A (zh) | 光热型多能携同联合循环蒸汽动力装置 | |
| CN117823363A (zh) | 光热型多能携同联合循环蒸汽动力装置 | |
| EP1067335A1 (en) | Heating arrangement | |
| ES2216698B1 (es) | Central electrica con hidrogeno. | |
| CN117759383A (zh) | 氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置 | |
| Mil’man et al. | Thermal test of a hydro-steam turbine in a boiler house | |
| CN117823368A (zh) | 光热型多能携同联合循环蒸汽动力装置 | |
| IT202300008685A1 (it) | Macchina termica in grado di sfruttare energia solare e relativo metodo per realizzare cicli termici | |
| CN117722261A (zh) | 多能携同联合循环蒸汽动力装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B25G | Requested change of headquarter approved |
Owner name: VALE SOLUCOES EM ENERGIA S.A. (BR/RJ) Free format text: SEDE ALTERADA CONFORME SOLICITADO NA PETICAO NO 018100044710/SP DE 25/11/2010. |
|
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A 6A ANUIDADE. |
|
| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2261 DE 06/05/2014. |