WO2016167445A1 - 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템 - Google Patents

초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2016167445A1
WO2016167445A1 PCT/KR2016/000273 KR2016000273W WO2016167445A1 WO 2016167445 A1 WO2016167445 A1 WO 2016167445A1 KR 2016000273 W KR2016000273 W KR 2016000273W WO 2016167445 A1 WO2016167445 A1 WO 2016167445A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working fluid
heat exchanger
boiler
circuit
carbon dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/000273
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
황정호
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doosan Heavy Industries and Construction Co Ltd
Original Assignee
Doosan Heavy Industries and Construction Co Ltd
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 Doosan Heavy Industries and Construction Co Ltd filed Critical Doosan Heavy Industries and Construction Co Ltd
Priority to EP16780168.7A priority Critical patent/EP3284920B1/en
Priority to JP2017553910A priority patent/JP6526237B2/ja
Priority to US15/074,207 priority patent/US10072531B2/en
Publication of WO2016167445A1 publication Critical patent/WO2016167445A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • 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
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103—Carbon dioxide
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/32—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle, and more particularly to a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle that can remove the air preheater of a thermal power plant using a supercritical carbon dioxide cycle.
  • Supercritical carbon dioxide has a gas-like viscosity at a density similar to that of a liquid state, which can minimize the size of the device and minimize the power consumption required for fluid compression and circulation.
  • the critical point is 31.4 degrees Celsius, 72.8 atm, the critical point is 373.95 degrees Celsius, it is much lower than the water of 217.7 atmospheres has the advantage of easy handling.
  • This supercritical carbon dioxide power generation system shows a net power generation efficiency of about 45% when operated at 550 degrees Celsius. There are possible advantages.
  • a general coal-fired power generation system uses an air preheater to increase combustion efficiency by preheating air injected into the boiler from the outside, and an example of an air preheater is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0058645.
  • the air preheater is operated in a rotary manner, outside air is introduced and heated in the air preheater, and the heated air is introduced into the boiler.
  • the combustion gas discharged from the boiler uses waste heat in the combustion gas in the air preheater by heating the outside air through heat exchange with the outside air in the air preheater.
  • the conventional rotary air preheater has a disadvantage in that the structure is complicated and air is introduced into the combustion gas during rotation, or conversely, the combustion gas is introduced into the air, thereby degrading efficiency. .
  • An object of the present invention is to provide a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle that can be utilized as a heat source and a cooling source of a supercritical carbon dioxide cycle by removing the air preheater of the thermal power generation system and separating heat exchange parts of exhaust gas and air after combustion. will be.
  • the hybrid power generation system using the supercritical carbon dioxide cycle of the present invention includes a first working fluid circuit that generates power by a first working fluid heated in a boiler, and a second generating power by a second working fluid.
  • the second working fluid circuit is characterized by forming a close loop such that the second working fluid circulates only within the second working fluid circuit.
  • the first working fluid is liquid or gaseous water and the second working fluid is supercritical carbon dioxide fluid.
  • the first working fluid circuit includes a plurality of turbines driven by the first working fluid discharged from the boiler, a generator connected to any one of the turbines to generate power, and discharged from at least one of the turbines. And a plurality of heat exchangers for exchanging heat with the first working fluid, wherein the first working fluid is sent to the boiler via the turbine and the heat exchanger.
  • the boiler may further comprise an economizer that exchanges heat with the first working fluid that has passed through the turbine and the heat exchanger.
  • the heat exchanger is a feed water heater that heats the first working fluid
  • the economizer is a heater that recovers waste heat of exhaust gas exhausted after combustion of fuel in the boiler and heats the first working fluid. It is preferable.
  • the second working fluid circuit may include a first heat exchanger for recovering waste heat of exhaust gas exhausted from the boiler.
  • the second working fluid circuit may further include a second heat exchanger that heats outside air introduced into the boiler for combustion of fuel.
  • the second working fluid circuit includes a third heat exchanger provided in the boiler to heat the second working fluid, a second circuit turbine driven by the second working fluid heated from the third heat exchanger, and the third working fluid circuit. And a compressor for compressing the second working fluid that drives the two circuit turbines.
  • the second working fluid flows into the second heat exchanger through the second circuit turbine, is cooled, and then flows into the compressor, and the second working fluid compressed by the compressor is heated through the first heat exchanger.
  • Is introduced into the third heat exchanger is characterized in that it is heated by the heat of the boiler.
  • the first working fluid circuit further comprises an exhaust line connected to a rear end of the boiler to exhaust the exhaust gas, wherein the first heat exchanger is installed on the exhaust line.
  • the first working fluid circuit further includes an outside air line connected to the front end of the boiler, through which the outside air is introduced, and the second heat exchanger is installed on the outside air line.
  • the second working fluid circuit may further include a generator connected to the second circuit turbine and driven by the second circuit turbine to produce power.
  • the first working fluid circuit may further comprise a feed water pump for supplying the first working fluid to the feed water heater.
  • the second circuit turbine is connected to the feed pump to drive the feed pump.
  • the hybrid power generation system using the supercritical carbon dioxide cycle of the present invention the boiler for heating a first working fluid, a plurality of turbines driven by the first working fluid discharged from the boiler, any one of the turbine And a plurality of feed water heaters connected to and configured to produce power, and a plurality of feed water heaters to heat exchange with a first working fluid discharged from at least one of the turbines.
  • a first working fluid circuit sent to the boiler via a third heat exchanger provided in the boiler to heat the second working fluid, and a second driven fluid heated by the third heat exchanger.
  • a second working fluid circuit having a circuit turbine and a compressor for compressing the second working fluid driving the second circuit turbine.
  • the second working fluid circuit is characterized in that forming a closed loop (close loop) that the second working fluid to the first circulation only in the second working fluid circuit.
  • the first working fluid is liquid or gaseous water and the second working fluid is supercritical carbon dioxide fluid.
  • the boiler further includes an economizer for exchanging heat with the first working fluid passing through the turbine and the heat exchanger, wherein the economizer recovers waste heat of exhaust gas exhausted after combustion of fuel in the boiler. It is characterized in that the heater for heating the working fluid.
  • the second working fluid circuit may further include a first heat exchanger for recovering waste heat of the exhaust gas exhausted from the boiler, and a second heat exchanger for heating outside air introduced into the boiler for combustion of fuel.
  • the second working fluid flows into the second heat exchanger through the second circuit turbine, is cooled, and then flows into the compressor, and the second working fluid compressed by the compressor is heated through the first heat exchanger.
  • Is introduced into the third heat exchanger is characterized in that it is heated by the heat of the boiler.
  • the first working fluid circuit further includes an exhaust line connected to a rear end of the boiler to exhaust the exhaust gas, and an outside air line connected to a front end of the boiler to allow the outside air to flow therein, and the first heat exchanger includes the exhaust line.
  • the second heat exchanger may be installed on the outside air line.
  • the second working fluid circuit may further include a generator connected to the second circuit turbine and driven by the second circuit turbine to produce power.
  • the first working fluid circuit further comprises a feed water pump for supplying the first working fluid to the feed water heater, wherein the second circuit turbine is connected to the feed pump to drive the feed pump. It features.
  • Hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle by removing the air preheater of the thermal power generation system and separating the heat exchanger of the exhaust gas and air after combustion to utilize as a heat source and cooling source of the supercritical carbon dioxide cycle There is an effect of recovering the leakage loss of the air preheater to improve the power generation efficiency.
  • FIG. 1 is a view showing a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle according to another embodiment of the present invention
  • FIGS. 1 and 2 are block diagrams illustrating an example of a fluid flow and heat exchange of the hybrid power generation system according to FIGS. 1 and 2.
  • the coal-fired power generation system is used as the bottom cycle, and the supercritical carbon dioxide power generation system is used as the topping cycle to improve the efficiency of the two power generation systems. It is a hybrid power generation system that can be improved both (the main components of the coal-fired power generation system and the supercritical carbon dioxide power generation system will be described only for convenience).
  • FIG. 1 is a view showing a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle according to an embodiment of the present invention.
  • the coal-fired power generation system is used as the bottom cycle
  • the supercritical carbon dioxide power generation system is used as the topping cycle to improve the efficiency of the two power generation systems. It is a hybrid power generation system that can improve all.
  • the bottom cycle is defined as a first working fluid circuit
  • the topping cycle is defined as a second working fluid circuit.
  • the first working fluid circuit supplies and burns fossil fuel such as coal to the boiler 100, and thermal energy generated by the boiler 100 is a steam generator. It is a steam cycle supplied to a steam generator (not shown) to convert water into steam.
  • the first working fluid of the first working fluid circuit is present in the liquid water or vapor of the vapor in each section of the circuit, the components constituting the steam cycle is as follows.
  • a portion of the expanded steam passing through the high pressure turbine 200 is supplied to the Richter 120 of the boiler 100 and reheated and then sent to the medium pressure turbine 202.
  • the remainder of the expanded steam passing through the high-pressure turbine 200 flows into the feed water heater 300 and then is sent to the economizer 130 of the boiler 100.
  • Some of the steam passing through the medium pressure turbine 202 is passed to a low pressure turbine (LP) 204 to drive a low pressure turbine 204 and a generator (not shown) connected to the low pressure turbine 204.
  • the remainder of the steam passing through the medium pressure turbine 202 is introduced into the air separator (Deaerator, 320) to separate the air, and after the air separation, is sent to the feed water heater (300) through a feed water pump (310). Steam heated in the feed water heater 300 is sent to the economizer 130 of the boiler (100).
  • the steam passing through the low pressure turbine 204 is heated through the second feed water heater 330 and then sent to the above-described air separator 320 is transferred to the economizer 130.
  • a low pressure turbine 204 is connected to a generator (not shown), and the steam discharged after driving the generator is cooled in a condenser 350 and recovered as water again. Water passing through the condenser 350 is supplied to the second feed water heater 330 by the second feed water pump 340 and is primarily heated. The heated water is finally sent to the economizer 130 via the air separator 320.
  • the economizer 130 uses the waste heat of the exhaust gas exhausted after the fuel combustion in the boiler 100 to heat the supplied water to make steam and then supply it to the steam line.
  • all of the above-described feed pumps have a separate drive motor for driving.
  • the second working fluid circuit according to an embodiment of the present invention is a supercritical carbon dioxide cycle, and the second working fluid is a carbon dioxide fluid in a supercritical state.
  • the supercritical carbon dioxide is operated at both a temperature and a pressure above a critical point, and may exist in a liquid state according to the temperature of the air of the second heat exchanger.
  • the term 'supercritical carbon dioxide power generation system' includes not only a system in which all of the working fluid flowing in a cycle is in a supercritical state, but also a system in which most of the working fluid is in a supercritical state and the rest is in a subcritical state. Used in the sense.
  • the carbon dioxide used as the working fluid in the embodiment of the present invention is pure carbon dioxide in a chemical sense, in a state in which one or more fluids are mixed as additives in carbon dioxide and carbon dioxide in a state in which impurities are somewhat contained in general terms. It is also used to include the fluid.
  • the second working fluid circuit is characterized by forming a closed loop which does not discharge carbon dioxide used for power generation to the outside.
  • the second working fluid circuit shares the boiler 100 of the first working fluid circuit. That is, a supercritical carbon dioxide heater (hereinafter referred to as S-CO heater, 630) for heating the working fluid is installed in the high temperature part of the boiler 100 so that the working fluid circulates through the boiler 100 in a supercritical carbon dioxide cycle.
  • S-CO heater supercritical carbon dioxide heater
  • the elements that make up the supercritical carbon dioxide cycle are generally:
  • the high pressure supercritical carbon dioxide fluid that is the working fluid is S-CO ? Heated to an optimal process temperature by the heater 630 (third heat exchanger to be described later). S-CO ?
  • the working fluid passing through the heater 630 drives the second circuit turbine 800.
  • a generator (not shown) is connected to the second circuit turbine 800 so as to be driven by the second circuit turbine 800.
  • a generator connected to the second circuit turbine 800 produces power to assist in the amount of power produced in the steam cycle.
  • the high temperature and low pressure working fluid passing through the second circuit turbine 800 is cooled in a cooler 610 (a second heat exchanger to be described later).
  • the working fluid which has become low temperature and low pressure in the cooler 610 is pressurized to 200 or more atmospheres in the compressor 700.
  • the pressurized working fluid is then subjected to heat exchange with an exhaust gas heater (600, first heat exchanger to be described later) and then back to the S-CO ? It is introduced to the heater 630.
  • the supercritical carbon dioxide cycle may further include a preheater for preheating air introduced into the steam cycle from the outside, a recompressor to assist the compressor, and a heat exchanger installed between the compressor and the recompressor.
  • a preheater for preheating air introduced into the steam cycle from the outside
  • a recompressor to assist the compressor
  • a heat exchanger installed between the compressor and the recompressor.
  • the present invention proposes a structure in which the existing air preheater is removed and the heat exchange lines of the exhaust gas and the outside air are separated and each is used as a heat source and a cooling source of the supercritical carbon dioxide cycle.
  • a first heat exchanger 600 is provided on an exhaust line 150 through which exhaust gas is discharged from a rear end of the boiler 100, and a first heat exchanger 600 is provided on an outside air line 140 into which outside air is introduced.
  • 2 heat exchanger 610 is provided.
  • a third heat exchanger 630 is provided at a high temperature portion of the boiler 100, and the working fluid passing through the third heat exchanger 630 is supplied to the second circuit turbine 800. The working fluid driving the second circuit turbine 800 flows into the second heat exchanger 610.
  • the second heat exchanger 610 corresponds to the cooler of the supercritical carbon dioxide cycle described above, and the third heat exchanger 630 may be S-CO ? It corresponds to the heater (hereinafter, the second heat exchanger to the cooler, to be described to the unification-S CO? Heater groups third heat).
  • Exhaust gas exhausted from the boiler 100 has a temperature of about 300 degrees Celsius or more, but should be discharged at a temperature of about 120 degrees Celsius so as to meet the emission regulations.
  • the first heat exchanger 600 is provided.
  • the first heat exchanger 600 recovers heat from the exhaust gas like the existing air preheater.
  • the heat recovered from the first heat exchanger 600 is used to heat the working fluid, so that the hot fluid is a driving force for driving the second circuit turbine 800.
  • the air introduced from the outside should be introduced into the boiler 100 in a state where the temperature rises to about 300 degrees Celsius or more at ambient temperature for combustion efficiency.
  • the heat source necessary for raising the temperature of the outside air is supplied from the second heat exchanger 610 and the third heat exchanger 630.
  • the supercritical carbon dioxide fluid discharged from the second circuit turbine 800 is cooled while meeting the cold atmosphere through the second heat exchanger 610, and the outside air may be primarily heated by the supercritical carbon dioxide fluid.
  • the working fluid is cooled in the second heat exchanger 610 and then circulated to the first heat exchanger 600 via the compressor 700.
  • the first heated outside air is supplied into the boiler 100 and is heated secondly by the third heat exchanger 630 located at the high temperature portion of the boiler 100. Thereby, the amount of heat required for maintaining the combustion efficiency of the boiler 100 can be secured.
  • the waste heat of the exhaust gas discharged from the boiler of the first working fluid circuit is used to drive the second circuit turbine of the second working fluid circuit, and the heat source necessary for raising the temperature of the outside air is supplied to the second heat exchanger and the third heat exchanger. It was described that the supply from the group. However, a second circuit turbine may be used to drive the feed pump. For convenience, the detailed description of the same configuration as the above-described embodiment will be omitted.
  • FIG. 2 is a view showing a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle according to another embodiment of the present invention.
  • the second circuit turbine 800 driven by the supercritical carbon dioxide which is the working fluid in the supercritical carbon dioxide cycle, may be used as a driving source for driving the feed pump 310 of the first working fluid circuit.
  • a second generator 800 is not connected to the second circuit turbine 800.
  • the second circuit turbine 800 is provided with a drive shaft 1000 and connected to the feed pump 310, and supplies driving power to the feed pump 310, or supplies the driving force of the second circuit turbine 800 to the feed pump ( Gear set or the like to be transmitted to 310 may be installed. If the driving force of the second circuit turbine 800 can be transmitted to the feed water pump 310, the drive transmission means can be applied without any limitation.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of fluid flow and heat exchange in the hybrid power generation system according to FIGS. 1 and 2 (temperature, heat, and power shown in FIG. And temperature, calorific value and power amount of the working fluid may vary depending on the efficiency and the like).
  • the exhaust gas is about 360? After being discharged from the boiler 100 into and out of heat exchanger with the working fluid through the first heat exchanger 600 may be exhausted to a temperature of about 120 °.
  • the working fluid is introduced into the state of low temperature and high pressure through the compressor 700, and is about 340? Heated to internal and external temperatures.
  • the first heat exchanger 600 heats the working fluid and thus serves as a heat source of the supercritical carbon dioxide cycle.
  • leakage loss occurs.
  • about 2% of the leakage loss is recovered by the first heat exchanger 600.
  • the working fluid heated in the first heat exchanger 600 is heated enough to drive the second circuit turbine 800 while passing through the third heat exchanger 630 located at the high temperature portion of the boiler 100 of the steam cycle.
  • the working fluid absorbed about 12.65 MW of thermal energy from the third heat exchanger 630 is about 375? It heats up and out to become a high temperature and high pressure state, and drives the second circuit turbine 800 in this state.
  • the third heat exchanger 630 also functions as a heat source for heating the working fluid.
  • the enthalpy is about 85%, and the amount of power generated by the generator connected to the second circuit turbine 800 amounts to 20.1 MW.
  • the working fluid whose temperature falls in and out is sent to the second heat exchanger 610.
  • the working fluid in the second heat exchanger 610 is 25? Through heat exchange with outside air inside and outside about 35? It is sent to the compressor 700 in a cooled state to a degree. At this time, the outside air is exchanged with the working fluid through the second heat exchanger 610 to about 300? It is introduced into the boiler 100 while being heated in and out and used for combustion of fuel.
  • the second heat exchanger 610 serves to cool the supercritical carbon dioxide fluid which is the working fluid, and thus serves as a cooling source of the supercritical carbon dioxide cycle.
  • the working fluid introduced into the compressor 700 is compressed up to 16.8 MPa at a pressure of approximately 8.5 MPa, and the temperature is approximately 55?
  • the above-mentioned first heat exchanger 600 is circulated in a state of rising up and down.
  • the amount of power used for compression is about 5MW, and the enthalpy () is about 80%.
  • the working fluid passing through the first heat exchanger 600, the second heat exchanger 610, and the third heat exchanger 630 generates about 1% of a pressure drop in the heat exchanger tube.
  • the present invention utilizes each as a heat source and a cooling source of the supercritical carbon dioxide cycle by eliminating the air preheater of the steam cycle and mounting heat exchangers respectively in the heat exchange part of the exhaust gas and the heat exchange part of the outside air. Accordingly, about 2% of the leakage loss of the existing air preheater is recovered and used for the generation of the supercritical carbon dioxide cycle, thereby improving the efficiency of the hybrid power generation system using the supercritical carbon dioxide cycle. Recovering 2% of leakage loss and using it for further power generation has the advantage of increasing the efficiency of the entire power generation system by about 0.2%.
  • the present invention relates to a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle, and more particularly to a hybrid power generation system using a supercritical carbon dioxide cycle that can remove the air preheater of a thermal power plant using a supercritical carbon dioxide cycle.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템 에 관한 것으로, 보일러에서 가열된 제1 작동 유체에 의해 전력을 생산하는 제1 작동 유체 서킷(circuit)과, 제2 작동 유체에 의해 전력을 생산하는 제2 작동 유체 서킷을 포함하며, 상기 제1 작동 유체 서킷과 상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러를 공유하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 화력 발전 시스템의 공기 예열기를 삭제하고 연소 후 배기가스와 공기의 열교환부를 분리해 초임계 이산화탄소 사이클의 열원 및 냉각원으로 활용함으로써 공기 예열기의 누설 손실을 회수해 발전 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템
본 발명은 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초임계 이신화탄소 사이클을 이용해 화력 발전소의 공기 예열기를 제거할 수 있는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에 관한 것이다.
국제적으로 효율적인 전력 생산에 대한 필요성이 점차 커지고 있고, 공해물질 발생을 줄이기 위한 움직임이 점차 활발해짐에 따라 공해물질의 발생을 줄이면서 전력 생산량을 높이기 위해 여러 가지 노력을 기울이고 있다. 그러한 노력의 하나로 한국공개특허 제2013-0036180호에 개시된 바와 같이 초임계 이산화탄소를 작동 유체로 사용하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템(Power generation system using Supercritical CO2)에 대한 연구 개발이 활성화되고 있다.
초임계 상태의 이산화탄소는 액체 상태와 유사한 밀도에 기체와 비슷한 점성을 동시에 가지므로 기기의 소형화와 더불어, 유체의 압축 및 순환에 필요한 전력소모를 최소화할 수 있다. 동시에 임계점이 섭씨 31.4도, 72.8기압으로, 임계점이 섭씨 373.95도, 217.7기압인 물보다 매우 낮아서 다루기가 용이한 장점이 있다. 이러한 초임계 이산화탄소 발전 시스템은 섭씨 550도에서 운전할 경우 약 45% 수준의 순발전효율을 보이며, 기존 스팀 사이클의 발전효율 대비 20% 이상의 발전효율 향상과 함께 터보기기를 수십 분의 1 수준으로 축소가 가능한 장점이 있다.
한편, 일반적인 석탄 화력 발전 시스템은 외부로부터 보일러 내로 주입되는 공기를 예열함으로써 연소 효율을 높이기 위해 공기 예열기를 사용하고 있으며, 공기 예열기의 일 예가 한국특허공개 2003-0058645호에 개시되어 있다.
통상 공기 예열기는 회전식으로 작동하며, 외부 공기가 유입되어 공기 예열기에서 가열되고, 가열된 공기가 보일러 내부로 유입된다. 보일러에서 배출되는 연소가스는 공기 예열기에서 외부 공기와 열교환을 통해 외부 공기를 가열함으로써 연소가스 중의 폐열을 공기 예열기에서 사용하게 된다.
그러나 이러한 종래의 회전식 공기 예열기는 구조가 복잡하고 회전 시 공기가 연소가스에 유입되거나, 반대로 연소가스가 공기중에 유입되어 효율을 저하시키며, 틈새가 발생하기 쉬워 공기나 가스가 누설되기 쉬운 단점이 있다.
본 발명의 목적은 화력 발전 시스템의 공기 예열기를 삭제하고 연소 후 배기가스와 공기의 열교환부를 분리해 초임계 이산화탄소 사이클의 열원 및 냉각원으로 활용할 수 있는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템은, 보일러에서 가열된 제1 작동 유체에 의해 전력을 생산하는 제1 작동 유체 서킷(circuit)과, 제2 작동 유체에 의해 전력을 생산하는 제2 작동 유체 서킷을 포함하며, 상기 제1 작동 유체 서킷과 상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러를 공유하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 작동 유체가 상기 제2 작동 유체 서킷 내에서만 순환하도록 폐루프(close loop)를 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 작동 유체는 액체 또는 기체 상태의 물이고, 상기 제2 작동 유체는 초임계 이산화탄소 유체인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러에서 배출된 상기 제1 작동 유체에 의해 구동되는 복수의 터빈과, 상기 터빈 중 어느 하나에 연결되어 전력을 생산하는 발전기와, 상기 터빈 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 제1 작동 유체와 열교환하는 복수의 열교환기를 포함하며, 상기 제1 작동 유체는 상기 터빈 및 열교환기를 거쳐 상기 보일러로 보내지는 것을 특징으로 한다.
상기 보일러는 상기 터빈 및 열교환기를 거친 상기 제1 작동 유체와 열교환하는 이코너마이저(economizer)를 더 포함할 수 있다.
상기 열교환기는 상기 제1 작동 유체를 가열하는 급수 가열기(feed water heater)이고, 상기 이코노마이저는 상기 보일러 내에서 연료의 연소 후 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수해 상기 제1 작동 유체를 가열하는 히터인 것이 바람직하다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러에서 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수하는 제1 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 연료의 연소를 위해 상기 보일러로 유입되는 외기를 가열하는 제2 열교환기를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러 내에 구비되어 상기 제2 작동 유체를 가열하는 제3 열교환기와, 상기 제3 열교환기로부터 가열된 상기 제2 작동 유체에 의해 구동되는 제2 서킷 터빈과, 상기 제2 서킷 터빈을 구동시킨 상기 제2 작동 유체를 압축하는 압축기를 포함할 수 있다.
상기 제2 작동 유체는 상기 제2 서킷 터빈을 거쳐 상기 제2 열교환기로 유입되어 냉각된 후 상기 압축기로 유입되고, 상기 압축기에서 압축된 상기 제2 작동 유체는 상기 제1 열교환기를 거쳐 가열된 상태에서 상기 제3 열교환기로 유입되어 상기 보일러의 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러의 후단에 연결되어 상기 배기 가스가 배기되는 배기 라인을 더 포함하며, 상기 제1 열교환기는 상기 배기 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러의 전단에 연결되어 상기 외기가 유입되는 외기 라인을 더 포함하며, 상기 제2 열교환기는 상기 외기 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 서킷 터빈에 연결되어 상기 제2 서킷 터빈에 의해 구동되어 전력을 생산하는 발전기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 제1 작동 유체를 상기 급수 가열기로 공급하는 급수 펌프(feed water pump)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 서킷 터빈은 상기 급수 펌프에 연결되어 상기 급수 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템은, 제1 작동 유체를 가열하는 보일러와, 상기 보일러에서 배출된 상기 제1 작동 유체에 의해 구동되는 복수의 터빈과, 상기 터빈 중 어느 하나에 연결되어 전력을 생산하는 발전기와, 상기 터빈 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 제1 작동 유체와 열교환하는 복수의 급수 가열기(feed water heater)를 포함하며, 상기 제1 작동 유체는 상기 터빈 및 열교환기를 거쳐 상기 보일러로 보내지는 제1 작동 유체 서킷과, 상기 보일러 내에 구비되어 상기 제2 작동 유체를 가열하는 제3 열교환기와, 상기 제3 열교환기로부터 가열된 상기 제2 작동 유체에 의해 구동되는 제2 서킷 터빈과, 상기 제2 서킷 터빈을 구동시킨 상기 제2 작동 유체를 압축하는 압축기를 구비한 제2 작동 유체 서킷을 포함하며, 상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 작동 유체가 상기 제2 작동 유체 서킷 내에서만 순환하도록 폐루프(close loop)를 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 작동 유체는 액체 또는 기체 상태의 물이고, 상기 제2 작동 유체는 초임계 이산화탄소 유체인 것을 특징으로 한다.
상기 보일러는 상기 터빈 및 열교환기를 거친 상기 제1 작동 유체와 열교환하는 이코너마이저(economizer)를 더 포함하고, 상기 이코노마이저는 상기 보일러 내에서 연료의 연소 후 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수해 상기 제1 작동 유체를 가열하는 히터인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러에서 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수하는 제1 열교환기와, 연료의 연소를 위해 상기 보일러로 유입되는 외기를 가열하는 제2 열교환기를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 작동 유체는 상기 제2 서킷 터빈을 거쳐 상기 제2 열교환기로 유입되어 냉각된 후 상기 압축기로 유입되고, 상기 압축기에서 압축된 상기 제2 작동 유체는 상기 제1 열교환기를 거쳐 가열된 상태에서 상기 제3 열교환기로 유입되어 상기 보일러의 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러의 후단에 연결되어 상기 배기 가스가 배기되는 배기 라인과 상기 보일러의 전단에 연결되어 상기 외기가 유입되는 외기 라인을 더 포함하며, 상기 제1 열교환기는 상기 배기 라인 상에 설치되고, 상기 제2 열교환기는 상기 외기 라인 상에 설치될 수 있다.
상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 서킷 터빈에 연결되어 상기 제2 서킷 터빈에 의해 구동되어 전력을 생산하는 발전기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 제1 작동 유체를 상기 급수 가열기로 공급하는 급수 펌프(feed water pump)를 더 포함하며, 상기 제2 서킷 터빈은 상기 급수 펌프에 연결되어 상기 급수 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
[유리한 효과]
본 발명의 일 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템은 화력 발전 시스템의 공기 예열기를 삭제하고 연소 후 배기가스와 공기의 열교환부를 분리해 초임계 이산화탄소 사이클의 열원 및 냉각원으로 활용함으로써 공기 예열기의 누설 손실을 회수해 발전 효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한하이브리드 발전 시스템을 도시한 도면,
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 하이브리드 발전 시스템의 유체 흐름 및 열교환의 일 예를 도시한 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템은 석탄화력 발전 시스템을 바텀 사이클(Bottom cycle)로 이용하고, 초임계 이산화탄소 발전 시스템을 토핑 사이클(Topping cycle)로 이용함으로써 두 가지 발전 시스템의 효율을 모두 향상시킬 수 있는 하이브리드 발전 시스템이다(편의상 석탄화력 발전 시스템 및 초임계 이산화탄소 발전 시스템의 주요 구성에 대해서만 설명하기로 한다).
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템은 석탄화력 발전 시스템을 바텀 사이클(Bottom cycle)로 이용하고, 초임계 이산화탄소 발전 시스템을 토핑 사이클(Topping cycle)로 이용함으로써 두 가지 발전 시스템의 효율을 모두 향상시킬 수 있는 하이브리드 발전 시스템이다. 이하에서는 작동 유체에 따라 바텀 사이클을 제1 작동 유체 서킷(circuit), 토핑 사이클을 제2 작동 유체 서킷이라고 정의한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 작동 유체 서킷은 석탄 등의 화석 연료를 보일러(100)로 공급하여 연소시키고, 보일러(100)에서 발생된 열에너지가 스팀 제너레이터(steam generator, 미도시)로 공급되어 물을 스팀(steam)으로 변환시키는 스팀 사이클(steam cycle)이다. 제1 작동 유체 서킷의 제1 작동 유체는 서킷의 각 구간 별로 액상의 물 또는 기상의 스팀으로 존재하며, 스팀 사이클을 구성하는 요소는 다음과 같다.
보일러(100) 내의 수퍼히터(Superheater, 과열기, 110)를 거친 스팀은 고압 터빈(High Pressure turbine, HP, 200)측으로 전달되어 고압 터빈(200)을 구동시킨다. 보일러(100) 내의 리히터(Reheater, 재열기, 120)를 거친 스팀은 중압 터빈(Intermediate Pressure turbine, IP, 202) 측으로 전달되어 중압 터빈(202)을 구동시킨다.
고압 터빈(200)을 통과하며 팽창된 스팀의 일부는 보일러(100)의 리히터(120)로 공급되어 재가열된 후 중압 터빈(202)으로 보내진다. 고압 터빈(200)을 통과하며 팽창된 스팀의 나머지는 급수 가열기(Feed water heater, 300)로 유입된 후 보일러(100)의 이코너마이저(Economizer, 절탄기, 130)로 보내진다.
중압 터빈(202)을 통과한 스팀의 일부는 저압 터빈(Low Pressure turbine, LP, 204)으로 전달되어 저압 터빈(204) 및 저압 터빈(204)에 연결된 발전기(generator, 미도시)를 구동시킨다. 중압 터빈(202)을 통과한 스팀의 나머지는 공기 분리기(Deaerator, 320)로 유입되어 공기가 분리되며, 공기 분리 후 급수 펌프(Feed water pump, 310)를 통해 급수 가열기(300)로 보내진다. 급수 가열기(300)에서 가열된 스팀은 보일러(100)의 이코노마이저(130)로 보내진다.
저압 터빈(204)을 통과한 스팀은 제2 급수 가열기(330)를 거쳐 가열된 후 전술한 공기 분리기(320)로 보내져 이코노마이저(130)로 이송된다. 저압 터빈(204)에는 발전기(미도시)가 연결되며, 발전기를 구동시킨 후 배출되는 스팀은 컨덴서(Condenser, 350)에서 냉각되어 다시 물로 회수된다. 컨덴서(350)를 통과한 물은 제2 급수 펌프(340)에 의해 제2 급수 가열기(330)로 공급되어 1차 가열된다. 가열된 물은 공기 분리기(320)를 거쳐 최종적으로 이코노마이저(130)로 보내진다.
이코노마이저(130)는 보일러(100)에서의 연료 연소 후 배기되는 배기 가스의 폐열을 이용해 공급된 물을 가열해 스팀으로 만든 후 스팀 라인으로 공급한다. 또한, 전술한 급수 펌프들은 모두 구동을 위한 별도의 구동 모터를 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 작동 유체 서킷은 초임계 이산화탄소 사이클로, 제2 작동 유체는 초임계 상태의 이산화탄소 유체이다. 초임계 상태의 이산화탄소는 온도, 압력이 모두 임계점 이상에서 작동되며, 제 2 열교환기의 공기의 온도에 따라 액체 상태로 존재할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 '초임계 이산화탄소 발전 시스템'이란 사이클 내에서 유동하는 작동 유체 모두가 초임계 상태인 시스템뿐만 아니라, 작동 유체의 대부분이 초임계 상태이고 나머지는 아임계 상태인 시스템도 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 작동 유체로 사용되는 '이산화탄소'란, 화학적인 의미에서 순수한 이산화탄소, 일반적인 관점에서 불순물이 다소 포함되어 있는 상태의 이산화탄소 및 이산화탄소에 한가지 이상의 유체가 첨가물로서 혼합되어 있는 상태의 유체까지도 포함하는 의미로 사용된다.
본 발명의 실시 예에서 제2 작동 유체 서킷은 발전에 사용된 이산화탄소를 외부로 배출하지 않는 폐루프(close loop)를 이루는 것이 특징이다.
제2 작동 유체 서킷은 제1 작동 유체 서킷의 보일러(100)를 공유한다. 즉, 보일러(100) 내의 고온부에는 작동 유체를 가열하기 위한 초임계 이산화탄소 히터(이하 S-CO 히터, 630)가 설치되어 작동 유체가 보일러(100)를 거쳐 초임계 이산화탄소 사이클로 순환하도록 한다.
초임계 이산화탄소 사이클을 구성하는 요소는 일반적으로 다음과 같다.
작동 유체인 고압의 초임계 이산화탄소 유체는 S-CO? 히터(630, 후술할 제3 열교환기)에 의해 최적의 공정 온도까지 가열된다. S-CO? 히터(630)를 거친 작동 유체는 제2 서킷 터빈(800)을 구동시킨다. 제2 서킷 터빈(800)에는 발전기(미도시)가 연결되어 제2 서킷 터빈(800)에 의해 구동된다. 제2 서킷 터빈(800)에 연결된 발전기는 전력을 생산하여 스팀 사이클에서 생산되는 전력량을 보조한다.
제2 서킷 터빈(800)을 거친 고온저압의 작동 유체는 쿨러(cooler, 610, 후술할 제2 열교환기)에서 냉각된다. 쿨러(610)에서 저온저압이 된 작동 유체는 압축기(700)에서 200기압 이상으로 가압된다. 그 후 가압된 작동 유체는 배기 가스 히터(heater, 600, 후술할 제 1 열교환기)와 열교환을 거친 후 다시 S-CO? 히터(630)로 유입된다. 이러한 구성들은 폐 사이클(closed cycle)을 구성하며, 이 폐 사이클 내에서 초임계 이산화탄소 유체가 순환된다. 초임계 이산화탄소 사이클의 구성은 전술한 구성 외에도 외부에서 스팀 사이클로 유입되는 공기를 예열하는 예열기나 압축기의 기능을 보조하는 재압축기, 압축기와 재압축기의 사이에 설치되는 열교환기 등을 추가로 구비할 수도 있다(본 발명에서는 편의상 발명의 사상을 설명함에 있어 필수적인 구성에 대해서만 설명하였다).
한편, 보일러(100) 내에서 연료의 연소를 위해 외부로부터 공기가 공급되어야 하며, 외부 공기는 연소 효율을 높이기 위해 기존에는 에어 프리히터(air preheater)를 구비하여 외기를 가열하였다. 본 발명에서는 기존의 에어 프리히터를 삭제하고 배기 가스와 외기의 열교환 라인을 분리한 뒤 각각을 초임계 이산화탄소 사이클의 열원(Heat source) 및 냉각원(Cooling source)으로 활용하는 구조를 제안한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보일러(100)의 후단으로부터 배기가스가 배출되는 배기 라인(150) 상에 제1 열교환기(600)가 구비되며, 외기가 유입되는 외기 라인(140) 상에 제2 열교환기(610)가 구비된다. 또한, 보일러(100)의 고온부에 제3 열교환기(630)가 구비되며, 제3 열교환기(630)를 거친 작동 유체는 제2 서킷 터빈(800)으로 공급된다. 제2 서킷 터빈(800)을 구동시킨 작동 유체는 제2 열교환기(610)로 유입된다.
여기서 제2 열교환기(610)는 전술한 초임계 이산화탄소 사이클의 쿨러에 해당하며, 제3 열교환기(630)는 S-CO? 히터에 해당한다(이하에서는 쿨러를 제2 열교환기, S-CO? 히터를 제3 열교환기로 통일하여 설명함).
보일러(100)로부터 배기되는 배기 가스는 대략 섭씨 300도 이상의 온도를 가지나, 배출가스규제 기준에 적합하도록 대략 섭씨 120도 정도의 온도로 배출되어야 한다. 이를 위해 제1 열교환기(600)가 구비되는 것이다. 제1 열교환기(600)는 기존의 에어 프리히터와 마찬가지로 배기 가스로부터 열을 회수하는 역할을 한다. 제1 열교환기(600)에서 회수된 열은 작동 유체를 가열하는데 사용됨으로써 고온의 유체가 제2 서킷 터빈(800)을 구동하는 구동력이 된다.
한편, 외부에서 유입되는 공기는 연소 효율을 위해 대기 온도에서 대략 섭씨 300도 이상까지 온도가 상승한 상태에서 보일러(100)로 유입되어야 한다. 외기의 승온에 필요한 열원은 제2 열교환기(610) 및 제3 열교환기(630)로부터 공급받는다.
즉, 제2 서킷 터빈(800)으로부터 배출되는 초임계 이산화탄소 유체가 제2 열교환기(610)를 통해 차가운 대기와 만나면서 냉각되고, 외기는 초임계 이산화탄소 유체에 의해 1차로 가열될 수 있다. 작동 유체는 제2 열교환기(610)에서 냉각된 후 압축기(700)를 거쳐 제1 열교환기(600)로 순환된다. 1차 가열된 외기는 보일러(100) 내부로 공급되고, 보일러(100)의 고온부에 위치한 제3 열교환기(630)에 의해 2차로 가열된다. 이로써 보일러(100)의 연소 효율 유지에 필요한 열량을 확보할 수 있다.
전술한 실시 예에서는 제1 작동 유체 서킷의 보일러로부터 배출되는 배기 가스의 폐열이 제2 작동 유체 서킷의 제2 서킷 터빈의 구동에 사용되고, 외기의 승온에 필요한 열원을 제2 열교환기 및 제3 열교환기로부터 공급받는 것을 설명하였다. 그러나 제2 서킷 터빈이 급수 펌프의 구동을 위해 사용될 수도 있다. 편의상 전술한 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한하이브리드 발전 시스템을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 초임계 이산화탄소 사이클에서 작동 유체인 초임계 이산화탄소에 의해 구동되는 제2 서킷 터빈(800)은 제1 작동 유체 서킷의 급수 펌프(310)를 구동하는 구동원으로 이용될 수 있다. 제2 서킷 터빈(800)이 급수 펌프(310) 구동용으로 이용되는 경우, 제2 서킷 터빈(800)에는 별도의 발전기가 연결되지 않는다. 대신 제2 서킷 터빈(800)에는 구동축(1000)이 구비되어 급수 펌프(310)와 연결되고, 급수 펌프(310)로 구동력을 공급한다 또는, 제2 서킷 터빈(800)의 구동력을 급수 펌프(310)로 전달하는 기어 세트 등이 설치될 수도 있다. 제2 서킷 터빈(800)의 구동력을 급수 펌프(310)로 전달할 수 있다면 구동 전달 수단은 종류에 제한 없이 적용이 가능하다.
이상에서 설명한 실시 예들에서 설명한 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에 있어서, 작동 유체의 흐름 및 열교환 관계에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 하이브리드 발전 시스템의 유체 흐름 및 열교환의 일 예를 도시한 블록도이다(도 3에 도시된 온도와 열량 및 전력량은 일 예일 뿐, 사이클의 구성이나 보일러의 용량 및 효율 등에 따라 작동 유체의 온도와 열량, 전력량은 달라질 수 있다).
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초임계 이산화탄소사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에서 배기 가스는 약 360? 내외로 보일러(100)에서 배출되어 제1 열교환기(600)를 통해 작동 유체와 열교환된 후 약 120?의 온도로 배기될 수 있다.
이때, 작동 유체는 압축기(700)를 거쳐 저온 고압의 상태로 유입되며, 배기 가스와의 열교환을 통해 약 340? 내외의 온도로 가열된다. 초임계 이산화탄소 사이클의 관점에서 보면 제1 열교환기(600)는 작동 유체를 가열하므로 초임계 이산화탄소 사이클의 열원(heat source)으로 기능하는 것이다. 종래와 같이 공기 예열기를 사용하는 경우 누설(leakage) 손실이 발생하는데, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 발전 시스템에 따르면 제1 열교환기(600)에서 이 누설 손실의 약 2% 정도를 회수하는 셈이 된다.
제1 열교환기(600)에서 가열된 작동 유체는 스팀 사이클의 보일러(100) 고온부에 위치한 제3 열교환기(630)를 거치면서 제2 서킷 터빈(800)을 구동시킬 수 있을 정도로 가열된다. 제3 열교환기(630) 에서 약 12.65MW의 열에너지를 흡수한 작동 유체는 약 375? 내외로 가열되어 고온고압 상태가 되며, 이 상태에서 제2 서킷 터빈(800)을 구동시킨다. 초임계 이산화탄소 사이클의 관점에서 보면 제3 열교환기(630) 역시 작동 유체를 가열하는 열원으로 기능한다.
고온고압의 작동 유체가 제2 서킷 터빈(800)을 구동시킬 때 엔탈피()는 약 85% 정도이며, 이때 제2 서킷 터빈(800)에 연결된 발전기에서 생산되는 전력량은 20.1MW에 이른다.
전력 생산 후 310? 내외로 온도가 떨어진 작동 유체는 제2 열교환기(610)로 보내진다. 제2 열교환기(610)에서 작동 유체는 상온인 25? 내외의 외부 공기와의 열교환을 통해 약 35? 정도까지 냉각된 상태로 압축기(700)로 보내진다. 이때, 외기는 제2 열교환기(610)를 통해 작동 유체와 열교환하여 약 300? 내외로 가열된 상태에서 보일러(100)로 유입되어 연료의 연소에 이용된다. 초임계 이산화탄소 사이클의 관점에서 보면 제2 열교환기(610)는 작동 유체인 초임계 이산화탄소 유체를 냉각시키는 역할을 하므로, 초임계 이산화탄소 사이클의 냉각원(cooling source)로 기능하는 것이다.
압축기(700)로 유입된 작동 유체는 대략 8.5MPa의 압력에서 16.8MPa까지 압축되며, 온도는 대략 55? 내외로 상승한 상태에서 전술한 제1 열교환기(600)로 순환된다. 압축기(700)의 구동 시 압축에 사용되는 전력량은 대략 5MW 정도이며, 엔탈피()는 약 80%가 된다.
제1 열교환기(600), 제2 열교환기(610), 제3 열교환기(630)을 통과하는 작동 유체는 열교환기 관내 압력 강하가 약 1% 발생하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 스팀 사이클의 공기 예열기를 삭제하고 배기가스의 열교환부 및 외부 공기의 열교환부에 각각 열교환기를 장착함으로써 각각을 초임계 이산화탄소 사이클의 열원과 냉각원으로 활용하는 것이다. 이에 따라 기존 공기 예열기의 누설 손실을 약 2% 정도 회수하여 초임계 이산화탄소 사이클의 발전에 활용하게 되므로 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템의 효율을 향상시키는 효과가 있다. 누설 손실 2%를 회수하여 추가 발전에 활용하면 전체 발전 시스템의 효율을 약 0.2% 높이는 효과가 발생하는 장점이 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
본 발명은 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초임계 이신화탄소 사이클을 이용해 화력 발전소의 공기 예열기를 제거할 수 있는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템에 관한 것이다.

Claims (20)

  1. 보일러에서 가열된 제1 작동 유체에 의해 전력을 생산하는 제1 작동 유체 서킷(circuit)과,
    제2 작동 유체에 의해 전력을 생산하는 제2 작동 유체 서킷을 포함하며,
    상기 제1 작동 유체 서킷과 상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러를 공유하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 작동 유체가 상기 제2 작동 유체 서킷 내에서만 순환하도록 폐루프(close loop)를 이루는 것을 특징으로 하며, 상기 제1 작동 유체는 액체 또는 기체 상태의 물이고, 상기 제2 작동 유체는 초임계 이산화탄소 유체인 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러에서 배출된 상기 제1 작동 유체에 의해 구동되는 복수의 터빈과, 상기 터빈 중 어느 하나에 연결되어 전력을 생산하는 발전기와, 상기 터빈 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 제1 작동 유체와 열교환하는 복수의 열교환기를 포함하며, 상기 제1 작동 유체는 상기 터빈 및 열교환기를 거쳐 상기 보일러로 보내지는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보일러는 상기 터빈 및 열교환기를 거친 상기 제1 작동 유체와 열교환하는 이코너마이저(economizer)를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 제1 작동 유체를 가열하는 급수 가열기(feed water heater)이고, 상기 이코노마이저는 상기 보일러 내에서 연료의 연소 후 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수해 상기 제1 작동 유체를 가열하는 히터인 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러에서 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수하는 제1 열교환기와, 연료의 연소를 위해 상기 보일러로 유입되는 외기를 가열하는 제2 열교환기를 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러 내에 구비되어 상기 제2 작동 유체를 가열하는 제3 열교환기와, 상기 제3 열교환기로부터 가열된 상기 제2 작동 유체에 의해 구동되는 제2 서킷 터빈과, 상기 제2 서킷 터빈을 구동시킨 상기 제2 작동 유체를 압축하는 압축기를 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체는 상기 제2 서킷 터빈을 거쳐 상기 제2 열교환기로 유입되어 냉각된 후 상기 압축기로 유입되고, 상기 압축기에서 압축된 상기 제2 작동 유체는 상기 제1 열교환기를 거쳐 가열된 상태에서 상기 제3 열교환기로 유입되어 상기 보일러의 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러의 후단에 연결되어 상기 배기 가스가 배기되는 배기 라인을 더 포함하며, 상기 제1 열교환기는 상기 배기 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러의 전단에 연결되어 상기 외기가 유입되는 외기 라인을 더 포함하며, 상기 제2 열교환기는 상기 외기 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 서킷 터빈에 연결되어 상기 제2 서킷 터빈에 의해 구동되어 전력을 생산하는 발전기를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 제1 작동 유체를 상기 급수 가열기로 공급하는 급수 펌프(feed water pump)를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 서킷 터빈은 상기 급수 펌프에 연결되어 상기 급수 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  13. 제1 작동 유체를 가열하는 보일러와, 상기 보일러에서 배출된 상기 제1 작동 유체에 의해 구동되는 복수의 터빈과, 상기 터빈 중 어느 하나에 연결되어 전력을 생산하는 발전기와, 상기 터빈 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 제1 작동 유체와 열교환하는 복수의 급수 가열기(feed water heater)를 포함하며, 상기 제1 작동 유체는 상기 터빈 및 열교환기를 거쳐 상기 보일러로 보내지는 제1 작동 유체 서킷과,
    상기 보일러 내에 구비되어 상기 제2 작동 유체를 가열하는 제3 열교환기와, 상기 제3 열교환기로부터 가열된 상기 제2 작동 유체에 의해 구동되는 제2 서킷 터빈과, 상기 제2 서킷 터빈을 구동시킨 상기 제2 작동 유체를 압축하는 압축기를 구비한 제2 작동 유체 서킷을 포함하며,
    상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 작동 유체가 상기 제2 작동 유체 서킷 내에서만 순환하도록 폐루프(close loop)를 이루는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체는 액체 또는 기체 상태의 물이고, 상기 제2 작동 유체는 초임계 이산화탄소 유체인 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 보일러는 상기 터빈 및 열교환기를 거친 상기 제1 작동 유체와 열교환하는 이코너마이저(economizer)를 더 포함하고, 상기 이코노마이저는 상기 보일러 내에서 연료의 연소 후 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수해 상기 제1 작동 유체를 가열하는 히터인 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 보일러에서 배기되는 배기 가스의 폐열을 회수하는 제1 열교환기와, 연료의 연소를 위해 상기 보일러로 유입되는 외기를 가열하는 제2 열교환기를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체는 상기 제2 서킷 터빈을 거쳐 상기 제2 열교환기로 유입되어 냉각된 후 상기 압축기로 유입되고, 상기 압축기에서 압축된 상기 제2 작동 유체는 상기 제1 열교환기를 거쳐 가열된 상태에서 상기 제3 열교환기로 유입되어 상기 보일러의 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 보일러의 후단에 연결되어 상기 배기 가스가 배기되는 배기 라인과 상기 보일러의 전단에 연결되어 상기 외기가 유입되는 외기 라인을 더 포함하며, 상기 제1 열교환기는 상기 배기 라인 상에 설치되고, 상기 제2 열교환기는 상기 외기 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제2 작동 유체 서킷은 상기 제2 서킷 터빈에 연결되어 상기 제2 서킷 터빈에 의해 구동되어 전력을 생산하는 발전기를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체 서킷은 상기 제1 작동 유체를 상기 급수 가열기로 공급하는 급수 펌프(feed water pump)를 더 포함하며, 상기 제2 서킷 터빈은 상기 급수 펌프에 연결되어 상기 급수 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템.
PCT/KR2016/000273 2015-04-16 2016-01-12 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템 Ceased WO2016167445A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16780168.7A EP3284920B1 (en) 2015-04-16 2016-01-12 Hybrid generation system using supercritical carbon dioxide cycle
JP2017553910A JP6526237B2 (ja) 2015-04-16 2016-01-12 超臨界二酸化炭素サイクルを用いたハイブリッド発電システム
US15/074,207 US10072531B2 (en) 2015-04-16 2016-03-18 Hybrid power generation system using supercritical CO2 cycle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150053992A KR101784553B1 (ko) 2015-04-16 2015-04-16 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템
KR10-2015-0053992 2015-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016167445A1 true WO2016167445A1 (ko) 2016-10-20

Family

ID=57126550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/000273 Ceased WO2016167445A1 (ko) 2015-04-16 2016-01-12 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10072531B2 (ko)
EP (1) EP3284920B1 (ko)
JP (1) JP6526237B2 (ko)
KR (1) KR101784553B1 (ko)
WO (1) WO2016167445A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108005744A (zh) * 2017-12-26 2018-05-08 华北电力大学 超临界co2循环的机炉冷能回收与发电供热一体化系统
CN109372600A (zh) * 2018-10-22 2019-02-22 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 改进型高效回热煤基超临界co2二次再热发电系统

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10465562B2 (en) * 2016-11-01 2019-11-05 General Electric Technology Gmbh System and method for providing supercritical steam
CN107101187B (zh) * 2017-06-26 2023-04-18 山东大学 一种超临界二氧化碳锅炉加热系统及加热方法
KR101943345B1 (ko) * 2017-08-10 2019-01-29 고등기술연구원연구조합 브레이튼 사이클 기반의 발전 시스템
KR101999448B1 (ko) * 2017-11-21 2019-07-11 두산중공업 주식회사 초임계 이산화탄소 작동 유체를 이용한 하이브리드 발전 시스템
US11073169B2 (en) * 2018-06-26 2021-07-27 Energy Recovery, Inc. Power generation system with rotary liquid piston compressor for transcritical and supercritical compression of fluids
WO2020014084A1 (en) 2018-07-09 2020-01-16 Siemens Energy, Inc. Supercritical co2 cooled electrical machine
CN110230518B (zh) * 2019-07-01 2023-10-17 西安热工研究院有限公司 一种煤基超临界co2布雷顿循环发电系统及方法
CN110847984B (zh) * 2019-11-15 2021-02-09 西安交通大学 集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统及运行方法
CN111005780B (zh) * 2019-12-19 2021-06-18 华北电力大学 一种彻底解决余热问题的超临界co2燃煤发电系统
CN111550819A (zh) * 2020-05-15 2020-08-18 浙江大学 一种超临界二氧化碳燃煤锅炉烟气超低排放系统
CN111622817B (zh) * 2020-06-08 2021-12-07 华北电力大学 燃煤发电系统及其s-co2循环系统
CN112554982B (zh) * 2020-11-25 2022-04-05 西安交通大学 一种超临界二氧化碳热电联产系统及运行方法
US11341300B1 (en) 2021-02-09 2022-05-24 Huazhong University Of Science And Technology Boiler design method and system for supercritical carbon dioxide unit, and storage medium
CN112989511B (zh) * 2021-02-09 2024-04-19 华中科技大学 超临界二氧化碳机组的锅炉设计方法、系统及存储介质
CN113623039B (zh) * 2021-09-17 2023-05-30 西安热工研究院有限公司 一种空气-二氧化碳联合循环发电系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11117714A (ja) * 1997-10-21 1999-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンコンバインドプラント
JP2005299644A (ja) * 2004-03-18 2005-10-27 Hitachi Ltd 原子力発電システム
JP2010085078A (ja) * 2008-09-04 2010-04-15 Toshiba Corp 二酸化炭素回収型汽力発電システム
JP2012225228A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Institute Of Applied Energy 超臨界圧ｃｏ２ガスタービン複合発電システム
KR20150007949A (ko) * 2013-07-12 2015-01-21 히다치 조센 가부시키가이샤 보일러 시스템

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2653447A (en) * 1946-10-31 1953-09-29 Bahcock & Wilcox Company Combined condensing vapor and gas turbine power plant
JPS58214606A (ja) * 1982-06-05 1983-12-13 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 二流体サイクル
US4479355A (en) * 1983-02-25 1984-10-30 Exxon Research & Engineering Co. Power plant integrating coal-fired steam boiler with air turbine
SU1521284A3 (ru) * 1985-02-02 1989-11-07 Проф.Др.-Инж.Др.-Инж. Е.Х.Клаус Книциа (Фирма) Энергетическа установка
US5431016A (en) * 1993-08-16 1995-07-11 Loral Vought Systems Corp. High efficiency power generation
US6422017B1 (en) * 1998-09-03 2002-07-23 Ashraf Maurice Bassily Reheat regenerative rankine cycle
KR100452277B1 (ko) 2001-12-31 2004-10-08 두산중공업 주식회사 공기 예열기의 섹터 플레이트 조정장치
MX2008014558A (es) * 2006-05-15 2009-01-27 Newcastle Innovation Ltd Un metodo y sistema para la generacion de energia a partir de una fuente de calor.
US8596075B2 (en) 2009-02-26 2013-12-03 Palmer Labs, Llc System and method for high efficiency power generation using a carbon dioxide circulating working fluid
US8887503B2 (en) * 2011-12-13 2014-11-18 Aerojet Rocketdyne of DE, Inc Recuperative supercritical carbon dioxide cycle
ITCO20110063A1 (it) * 2011-12-14 2013-06-15 Nuovo Pignone Spa Sistema a ciclo chiuso per recuperare calore disperso
US8783037B2 (en) * 2012-01-10 2014-07-22 Ichiroku HAYASHI Electricity-generating system
US9540999B2 (en) * 2012-01-17 2017-01-10 Peregrine Turbine Technologies, Llc System and method for generating power using a supercritical fluid
JP5596715B2 (ja) * 2012-01-19 2014-09-24 株式会社日立製作所 太陽熱複合発電システム及び太陽熱複合発電方法
KR101567712B1 (ko) * 2014-07-14 2015-11-09 두산중공업 주식회사 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템 및 하이브리드 발전방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11117714A (ja) * 1997-10-21 1999-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンコンバインドプラント
JP2005299644A (ja) * 2004-03-18 2005-10-27 Hitachi Ltd 原子力発電システム
JP2010085078A (ja) * 2008-09-04 2010-04-15 Toshiba Corp 二酸化炭素回収型汽力発電システム
JP2012225228A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Institute Of Applied Energy 超臨界圧ｃｏ２ガスタービン複合発電システム
KR20150007949A (ko) * 2013-07-12 2015-01-21 히다치 조센 가부시키가이샤 보일러 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108005744A (zh) * 2017-12-26 2018-05-08 华北电力大学 超临界co2循环的机炉冷能回收与发电供热一体化系统
CN108005744B (zh) * 2017-12-26 2023-08-29 华北电力大学 超临界co2循环的机炉冷能回收与发电一体化供热方法
CN109372600A (zh) * 2018-10-22 2019-02-22 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 改进型高效回热煤基超临界co2二次再热发电系统
CN109372600B (zh) * 2018-10-22 2023-11-03 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 回热煤基超临界co2二次再热发电系统

Also Published As

Publication number Publication date
US10072531B2 (en) 2018-09-11
JP2018514686A (ja) 2018-06-07
JP6526237B2 (ja) 2019-06-05
EP3284920A1 (en) 2018-02-21
US20160305289A1 (en) 2016-10-20
EP3284920B1 (en) 2019-10-23
EP3284920A4 (en) 2018-12-12
KR20160123662A (ko) 2016-10-26
KR101784553B1 (ko) 2017-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016167445A1 (ko) 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템
JP6921080B2 (ja) 逆ブレイトンサイクル熱機関
KR100341646B1 (ko) 가스터어빈그룹의열적부하를받는구성품의냉각방법
CN101622425A (zh) 在整体气化联合循环系统中分离氧气的系统和方法
KR101463739B1 (ko) 바닥재에서 열을 회수하는 방법과 장치
WO2018097450A1 (ko) 병렬 복열 방식의 초임계 이산화탄소 발전 시스템
JP3681434B2 (ja) コージェネレーション装置およびコンバインドサイクル発電装置
CN103026010B (zh) 联合循环发电系统中用于功率增大的蒸汽源和能源回收
WO2016178470A1 (ko) 초임계 이산화탄소 발전 시스템
WO2018105841A1 (ko) 직렬 복열 방식의 초임계 이산화탄소 발전 시스템
WO2017065430A1 (ko) 복수의 열원을 활용한 초임계 이산화탄소 발전 시스템
WO2017217585A1 (ko) 직접 연소 타입의 초임계 이산화탄소 발전 시스템
WO2018131760A1 (ko) 복합 초임계 이산화탄소 발전 시스템
CN102245861A (zh) 有透平单元和发电机的电厂
WO2017069457A1 (ko) 초임계 이산화탄소 발전 시스템
WO2018062696A1 (ko) 하이브리드형 발전 시스템
KR20180102379A (ko) 초임계 랭킨 사이클 기반의 열기관 및 이 열기관의 동작방법
CN110105986A (zh) 生物质气化装置与燃煤机组耦合系统及其发电系统
JP5675385B2 (ja) 燃料予熱システム、ガスタービン発電システムおよび燃料予熱方法
JP2003518220A (ja) 蒸気タービン設備の運転方法およびこの方法で運転される蒸気タービン設備
CN115680811A (zh) 火电厂节能系统及其余热深度利用方法、运行方法
KR100814585B1 (ko) 선박 추진장치용 보일러 시스템 및 그것의 열원 이용방법
CN210662813U (zh) 一种汽轮机平行抽汽能级提升系统
WO2017122948A1 (ko) 복수의 열원을 활용한 초임계 이산화탄소 발전 시스템
FI118132B (sv) Förfarande i en sodapanna och sodapanna

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16780168

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017553910

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE