空气分离、功率生成的集成.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104040274104040274A(43)申请公布日2014.09.10(21)申请号201280025392.6代理人谭佐晞谭祐祥(22)申请日2012.05.23(51)Int.Cl.(30)优先权数据F25J3/04(2006.01)61/4903462011.05.26US(85)PCT国际申请进入国家阶段日2013.11.26(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0391862012.05.23(87)PCT国际申请的公布数据WO2012/162417EN2012.11.29(71)申请人普莱克斯技术有限公司地址美国康涅狄格州(72)发明人G.J.帕努焦R.F.德尔内维奇M.M.沙(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001权权利要求书4页利要求书4页说明书10页说明书10页附图5页附图5页(54)发明名称空气分离、功率生成的集成(57)摘要本发明提供了一种用于分离空气和生成电功率的方法及设备。在主空气压缩机中产生的压缩空气流被引入到空气分离单元中，空气分离单元将空气低温精馏成组分产物。在空气分离单元的调低条件期间，由压缩空气流的全部或部分形成的燃烧空气流被引入到燃烧器中，在燃烧器中燃烧燃料以产生加热和加压燃烧流。此类流被引入到连接到发电机上的涡轮上以生成电功率。燃烧空气流可以用水分来饱和以便增大功率输出。此外，还可用燃气涡轮的排出物来预加热燃烧空气流。CN104040274ACN10427ACN104040274A权利要求书1/4页1.一种分离空气和生成电功率的方法，其包括：在主空气压缩机中压缩空气以产生压缩空气流；在所述压缩空气流被预纯化之前或之后，由所述压缩空气流的至少一部分形成燃烧空气流；在设计运转条件期间，将所述压缩空气流引入到空气分离单元中，并且通过低温精馏使所述空气分离以产生一种或多种产物，在不产生或以较小速率产生所述一种或多种产物的调低运转条件期间，将所述燃烧空气流和燃料流引入到燃烧器中，燃烧燃料以产生加热和加压燃烧流，并且在连接到发电机上的涡轮中使所述加热和加压燃烧流膨胀以生成电功率；以及使所述主空气压缩机运转，从而使得所述压缩机产生所述压缩空气流，以允许在所述调低运转条件期间可获得所述燃烧空气流，以支持所述燃料流的燃烧用于生成电功率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涡轮产生排出流，并且在将所述燃烧空气流引入到所述燃烧器中之前，所述排出流将热量间接地传递至所述燃烧空气流。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述排出流将热量间接地传递至所述燃烧空气流之前，所述燃烧空气流用水分来饱和。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述燃烧空气流通过下述用水分来饱和：在冷凝器中使蒸汽流冷凝以产生冷凝流；在泵中泵送所述冷凝流以产生第一加压水流；使所述第一加压水流与第二加压水流结合以产生结合水流；在所述冷凝器中通过与所述蒸汽流的间接热交换而加热所述结合水流，以产生加热水流；使所述加热水流与所述燃烧空气流在饱和器中逆流地接触，以产生用水分和底产物液体来饱和的燃烧空气流；以及使所述底产物液体的至少一部分再循环以形成所述第二加压水流。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述燃烧空气流通过下述用水分来饱和：在泵中泵送水流以产生加压水流；在定位于所述涡轮与同流换热器之间的水加热器中用所述排出流来加热所述加压水流，以至少部分地产生加热水流，所述同流换热器在从所述排出流到所述燃烧空气流的间接热量传递中使用；使所述加热水流与所述燃烧空气流在饱和器中逆流地接触，以产生用水分和底产物液体来饱和的燃烧空气流；以及通过使所述底产物液体与补充水流结合而形成所述水流。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述燃烧空气流通过下述用水分来饱和：在泵中泵送由饱和器的底产物液体构成的水流以产生加压水流；在定位于所述涡轮与同流换热器之间的水加热器中用所述排出流来加热所述加压水流，所述同流换热器在从所述排出流至所述燃烧空气流的间接热量传递中使用；泵送沸腾器供给水流，并且使所述沸腾器供给水流与在所述水加热器中被加热之后的所述加压水流结合以形成加热水流；以及使所述加热水流与所述燃烧空气流在饱和器中逆流地接触，以产生用水分和底产物液2CN104040274A权利要求书2/4页体来饱和的燃烧空气流。7.根据权利要求1所述的方法，其中：所述燃烧空气流通过下述用水分来饱和：在泵中泵送水流以产生加压水流；在水加热器中用所述排出流来加热所述加压水流以产生加热水流；所述压缩空气流在预纯化单元中被预纯化之前或之后，通过在增压压缩机中进一步压缩所述压缩空气流的至少一部分来形成所述燃烧空气流；使所述加热水流与所述燃烧空气流在饱和器中逆流地接触