Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и патенты)"
Бюллетень 05´2017

  

(11) 

026826 (13) B1       Разделы: A B C E F G H    

(21) 

201400520

(22) 

2012.11.01

(51) 

F02C 3/34 (2006.01)
F02C 7/143
(2006.01)
F01K 25/10
(2006.01)
F01K 23/10
(2006.01)
F17C 9/04
(2006.01)

(31) 

61/554,880; 61/555,096; 61/597,717

(32) 

2011.11.02; 2011.11.03; 2012.02.11

(33) 

US

(43) 

2014.10.30

(86) 

PCT/US2012/063012

(87) 

WO 2013/067149 2013.05.10

(71) 

(73) 8 РИВЕРЗ КЭПИТЛ, ЛЛК (US)

(72) 

Аллам Родни Джон (GB), Фетведт Джереми Эрон (US)

(74) 

Веселицкая И.А., Кузенкова Н.В., Веселицкий М.Б., Каксис Р.А., Белоусов Ю.В., Куликов А.В., Кузнецова Е.В. (RU)

(54) 

КОМБИНИРОВАННЫЙ ЦИКЛ РЕГАЗИФИКАЦИИ ТОПЛИВА И ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ

(57) 1. Способ производства энергии, в котором

сжигают углеродсодержащее топливо в камере сгорания в присутствии кислорода и потока рециркулируемого СО2 с получением объединенного потока продуктов горения;

пропускают объединенный поток продуктов горения через турбину для производства энергии с формированием потока отходящих газов турбины, содержащего СО2;

пропускают поток отходящих газов турбины, содержащий CO2, через первый теплообменник для передачи тепла от потока отходящих газов турбины потоку рециркулируемого СО2 с формированием охлажденного потока отходящих газов турбины, содержащего СО2;

пропускают поток сжиженного природного газа (СПГ) и СО2 из охлажденного потока отходящих газов турбины через второй теплообменник для охлаждения и сжижения СО2 и нагрева с испарением СПГ для формирования потока сжиженного СО2 и потока газообразного природного газа соответственно;

повышают давление потока сжиженного СО2 для формирования потока рециркулируемого СО2;

подают поток рециркулируемого СО2 в камеру сгорания,

причем выполняют по меньшей мере одно из следующих условий:

поток рециркулируемого СО2 подают в камеру сгорания под давлением примерно 150 бар (15 МПа) или выше;

сжигание осуществляют при температуре примерно 500°C или выше;

отношение давления объединенного потока продуктов горения к давлению потока отходящих газов турбины, содержащего СО2, не превышает примерно 12;

СПГ, подаваемый во второй теплообменник, имеет давление от примерно 50 бар (5 МПа) до примерно 90 бар (9 МПа);

CO2 из потока охлажденных отходящих газов турбины охлаждают во втором теплообменнике до температуры выше температуры замерзания CO2 на величину в пределах примерно 30°C.

2. Способ по п.1, в котором часть потока газообразного природного газа, сформированного во втором теплообменнике, отбирают и вводят в поток СПГ, подаваемый во второй теплообменник.

3. Способ по п.2, в котором часть потока газообразного природного газа, вводимого в поток СПГ, достаточна для повышения температуры потока СПГ до температуры выше температуры замерзания CO2 на величину в пределах примерно 20°C.

4. Способ по п.1, в котором повышение давления потока рециркулируемого СО2 включает пропускание потока рециркулируемого СО2 через гидравлический насос.

5. Способ по п.4, в котором турбина для производства энергии создает мощность на валу, которая используется для привода гидравлического насоса.

6. Способ по п.4, в котором поток сжатого рециркулируемого CO2, выходящий из гидравлического насоса, нагревают.

7. Способ по п.6, в котором для нагрева пропускают поток сжатого рециркулируемого СО2 через второй теплообменник.

8. Способ по п.6, в котором поток рециркулируемого СО2 нагревают до температуры примерно 0°C или выше.

9. Способ по п.1, в котором в качестве углеродсодержащего топлива используют природный газ, полученный из потока СПГ.

10. Способ по п.9, в котором при получении природного газа, используемого в качестве углеродсодержащего топлива, пропускают СПГ через первый насос и второй насос.

11. Способ по п.10, в котором СПГ, выходящий из второго насоса, нагревают до температуры примерно 200°C или выше.

12. Способ по п.11, в котором для нагрева пропускают СПГ через второй теплообменник с формированием потока газообразного природного газа.

13. Способ по п.12, в котором для нагрева используют тепло, выделяющееся в процессе сжатия в установке разделения воздуха.

14. Способ по п.1, в котором пропускают поток охлажденных отходящих газов турбины через третий теплообменник после его прохождения через первый теплообменник и перед пропусканием через второй теплообменник.

15. Способ по п.14, в котором после прохождения потока отходящих газов турбины через третий теплообменник этот поток охлаждается до температуры от примерно 0 до примерно 10°C.

16. Способ по п.15, в котором поток отходящих газов турбины охлаждают частью потока газообразного природного газа, выходящего из второго теплообменника.

17. Способ по п.15, в котором пропускают поток охлажденных отходящих газов турбины через отделитель жидкой воды и/или через осушитель с влагопоглотителем с получением СО2 из потока охлажденных отходящих газов турбины в форме потока осушенного СО2.

18. Способ по п.17, в котором поток осушенного CO2 осушают до точки росы, равной примерно -50°C или ниже.

19. Способ по п.1, в котором часть потока рециркулируемого CO2, направляемого в камеру сгорания, нагревают с использованием тепла, выделяющегося в процессе сжатия в установке разделения воздуха.

20. Способ по п.1, в котором поток рециркулируемого СО2, направляемый в камеру сгорания, разделяют на первую часть и вторую часть.

21. Способ по п.20, в котором первую часть потока рециркулируемого СО2, направляемого в камеру сгорания, вводят непосредственно в камеру сгорания.

22. Способ по п.20, в котором вторую часть потока рециркулируемого СО2, направляемого в камеру сгорания, объединяют с кислородом для формирования потока окислителя, который вводят в камеру сгорания.

23. Способ по п.1, в котором производство энергии обеспечивается с суммарным КПД по меньшей мере 60% для низшей теплотворной способности топлива.

24. Система производства энергии, предназначенная для реализации способа по п.1 и содержащая

камеру сгорания, приспособленную для сжигания углеродсодержащего топлива в присутствии кислорода и потока рециркулируемого СО2, подаваемого при давлении камеры сгорания с формированием объединенного потока продуктов горения;

турбину, производящую энергию, которая сообщается с камерой сгорания и приспособлена для поступления в нее объединенного потока продуктов горения и выпуска потока отходящих газов, содержащего СО2;

первый теплообменник, сообщающийся с турбиной, производящей энергию, и с камерой сгорания и приспособленный для передачи тепла от потока отходящих газов турбины, содержащего СО2, потоку рециркулируемого СО2 с обеспечением охлажденного потока отходящих газов турбины, содержащего CO2;

сепаратор, выполненный с возможностью выделения по меньшей мере части CO2 из охлажденного потока отходящих газов турбины;

второй теплообменник, сообщающийся с первым теплообменником и приспособленный для охлаждения и сжижения СО2 из охлажденного потока отходящих газов турбины;

рециркуляционный компрессор для сжатия сжиженного СО2 до давления, подходящего для его рециркуляции в камеру сгорания;

источник сжиженного природного газа (СПГ), сообщающийся со вторым теплообменником.

25. Система по п.24, содержащая третий теплообменник, установленный между первым и вторым теплообменниками и сообщающийся с ними.

26. Система по п.25, в которой третий теплообменник имеет впускное отверстие, сообщающееся с выпускным отверстием первого теплообменника, впускное отверстие, сообщающееся с выпускным отверстием второго теплообменника, и выпускное отверстие, сообщающееся с впускным отверстием второго теплообменника.

27. Система по п.26, содержащая одно или несколько устройств удаления воды, расположенных между выпускным отверстием третьего теплообменника и впускным отверстием второго теплообменника.

28. Система по п.24, в которой турбина, производящая энергию, приспособлена для обеспечения мощности на валу для привода гидравлического насоса.

29. Система по п.28, в которой гидравлический насос расположен между источником СПГ и вторым теплообменником и сообщается с ними.

30. Система по п.24, содержащая установку разделения воздуха.

31. Система по п.30, в которой установка разделения воздуха представляет собой криогенную установку, содержащую компрессор адиабатического сжатия и вспомогательный компрессор.

32. Система по п.24, в которой первый теплообменник содержит три теплообменных блока, соединенных последовательно.

Увеличить масштаб


наверх