document - patent of combined cycle ge

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  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    1/8

    US

    20110113786A1

    1 2 ) Patent

    Application

    Publication 1 0 )

    P u b .

    N 0 . :

    US 2 0 1 1 / 0 1 1 3 7 8 6 A 1

    1 9 )

    United

    S t a t e s

    R a n c r u e l e t

    a l . 4 3 )

    P u b . D a t e :

    May

    9 , 2011

    ( 5 4 ) COMBINED

    CYCLE

    POWER

    PLANTWITH P u b l i c a t i o n C l a s s i ? c a t i o n

    INTEGRATED ORGANIC RANKINE

    CYCLE

    ( 5 1 )

    I n t

    Cl

    DEVICE F 0 2 C 6 / 0 4 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

    F01K 3 / 0 6 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

    ( 7 5 )

    I t

    D _ F d R l

    F01K

    5 / 0 0 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

    Wen

    0: leg nan ancrle 52 US

    l.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60/772- 60/39. 181~ 60/643

    M a u l d i n ,

    SC U S ) ;

    J t i l a

    )

    R a n a s i n g h e , S i m p s o n v i l l e , SC

    U S )

    5 7 ) ABSTRACT

    7 3 )

    A s s i g n e e :

    GENERAL

    ELECTRIC

    COMPANY,

    S c h e n e c t a d y , NY

    ( U s )

    2 1 ) A p p l . N o . :

    12/621 , 073

    ( 2 2 )

    F i l e d : N o v .

    1 8 , 2 0 0 9

    A

    ombined

    c y c l e power l a n t

    i n c l u d e s a

    g a s t u r b o m a c h i n e

    h a v i n g a compressor

    p o r t i o n

    and a t u r b i n e p o r t i o n , a h e a t

    r e c o v e r y s t e a m

    g e n e r a t o r

    (HRSG) p e r a t i v e l y c o u p l e d t o t h e

    t u r b i n e p o r t i o n o f t h e g a s t u r b o m a c h i n e , a n d a n o r g a n i c

    R a n k i n e c y c l e

    (ORC)

    d e v i c e ? u i d l y

    c o u p l e d

    t o

    t h e HRSG.

    The ORC e v i c e

    i n c l u d e s

    a n o r g a n i c ? u i d p a s s i n g t h r o u g h

    a

    c l o s e d l o o p

    s y s t e m

    o p e r a t i v e l y c o u p l e d

    t o

    a

    t u r b i n e . H e a t e d

    ? u i d from

    t h e

    HRSG l e v a t e s

    a t e m p e r a t u r e o f t h e

    o r g a n i c

    ? u i d ? o W i n g t h r o u g h t h e

    c l o s e d l o o p

    s y s t e m . T h e r m a l e n e r g y

    from

    t h e o r g a n i c

    ? u i d i s c o n v e r t e d t o

    m e c h a n i c a l

    e n e r g y i n

    t h e t u r b i n e .

    I T D

    /

    l :

    \ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    2/8

    P a t e n t

    A p p l i c a t i o n

    P u b l i c a t i o n May

    9 ,

    2 0 1 1

    S h e e t 1 0 f

    3

    US

    2 0 1 1 / 0 1 1 3 7 8 6

    A 1

    @

    m mm\

    a

    \

    Z 1 .

    I I Q M M W I I

    1 5E

    _

    .

    _

    :_ _

    u

    m

    a

    _

    m i

    4

    N F

    2

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    3/8

    P a t e n t

    A p p l i c a t i o n

    P u b l i c a t i o n May

    9 ,

    2 0 1 1

    S h e e t

    2

    0 f

    3

    US

    2 0 1 1 / 0 1 1 3 7 8 6

    A 1

    m m ?

    :IIIIIIIZIIII

    :IIIZZIIIZI

    ::::::I :II

    E i i i j i i i i

    T

    J

    we

    ::

    :

    a ?

    N F

    2 2 3 /

    N E

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    4/8

    P a t e n t

    A p p l i c a t i o n

    P u b l i c a t i o n May

    9 ,

    2 0 1 1 S h e e t 3

    0 f

    3

    US

    2 0 1 1 / 0 1 1 3 7 8 6

    A 1

    2 m

    8 m

    a m

    W

    _m ) ,

    ? /

    L_ _ _ \

    E

    m :

    2__

    g2 :

    5

    w o wN N

    /

    i m / a w

    O _ u _

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    5/8

    US 011/0113786

    A 1

    COMBINED CYCLE

    POWER

    PLANTWITH

    INTEGRATED

    ORGANIC

    RANKINE CYCLE

    DEVICE

    BACKGROUND

    OF

    THE

    INVENTION

    [ 0 0 0 1 ]

    The s u b j e c t m a t t e r

    d i s c l o s e d

    h e r e i n

    r e l a t e s

    t o

    com

    b i n e d

    c y c l e power

    l a n t s a n d , more p a r t i c u l a r l y , t o a com

    b i n e d c y c l e p o w e r

    l a n t

    h a v i n g a n i n t e g r a t e d O r g a n i c

    R a n k i n

    C y c l e

    d e v i c e .

    [ 0 0 0 2 ] I n a combined c y c l e poWer p l a n t ( C C P P ) , a g a s

    t u r b i n e d r i v e s a g e n e r a t o r ,

    Which

    r o d u c e s e l e c t r i c i t y . W a s t e

    h e a t from t h e g a s t u r b i n e i s

    used

    o g e n e r a t e steam i n a h e a t

    r e c o v e r y s t e a m

    g e n e r a t o r (HRSG), W h i c h ,

    i n

    t u r n , i s

    u s e d to

    g e n e r a t e a d d i t i o n a l

    e l e c t r i c i t y v i a a steam u r b i n e . More

    s p e

    c i ? c a l l y ,

    a

    combined c y c l e i s

    c h a r a c t e r i s t i c

    o f

    a

    poWer

    r o

    d u c i n g e n g i n e

    o r p l a n t

    t h a t employs more

    t h a n

    one t h e r m o

    d y n a m i c c y c l e . H e a t e n g i n e s , s u c h a s g a s t u r b i n e s , a re o n l y

    a b l e t o

    u s e

    a

    p o r t i o n

    o f

    t h e e n e r g y

    t h e i r

    f u e l g e n e r a t e s ( u s u a l l y

    l e s s t h a n 5 0 ) . Any e m a i n i n g

    h e a t

    e . g . h o t e x h a u s t f u m e s )

    from c o m b u s t i o n

    i s

    g e n e r a l l y W a s t e d .

    Combining

    tWo

    o r

    more

    c y c l e s

    s u c h

    a s a

    Brayton

    c y c l e ( G a s ) and a Rankine

    C y c l e ( S t e a m )

    r e s u l t s

    i n

    i m p r o v e d o u t p u t

    e f ? c i e n c y .

    [ 0 0 0 3 ] A n r g a n i c R a n k i n e C y c l e

    (ORC)

    s s i m i l a r t o t h e

    c y c l e

    o f

    a

    c o n v e n t i o n a l s t e a m

    t u r b i n e ,

    e x c e p t

    f o r t h e

    ? u i d t h a t

    d r i v e s

    t h e t u r b i n e . I n p l a c e o f s t e a m , t h e ORC m p l o y s a h i g h

    m o l e c u l a r

    mass o r g a n i c ? u i d .

    Some

    f t h e c h e m i c a l s used

    n

    ORCs

    r e

    F r e o n ,

    b u t a n e ,

    p r o p a n e ,

    ammonia, a s

    W e l l

    a s m a n y

    neW e n v i r o n m e n t a l l y f r i e n d l y

    r e f r i g e r a n t s .

    T h e sel ec ted

    W o r k i n g ? u i d s a l l o W

    s y s t e m

    d e s i g n e r s t o

    e x p l o i t

    l o W t e m

    p e r a t u r e

    h e a t

    s o u r c e s t o p r o d u c e e l e c t r i c i t y i n a Wide a n g e

    o f

    poWer u t p u t s ( f r o m feW kW p

    to 3

    MW lectric poWer

    e r

    u n i t ) . F o r t h a t r e a s o n ,

    ORCs ?nd

    ide s e i n

    g e o t h e r m i c

    h e a t

    pump

    s y s t e m s .

    I n a t y p i c a l ORC h e o r g a n i c W o r k i n g ? u i d i s

    v a p o r i Z e d

    by a p p l i c a t i o n o f t h e

    h e a t s o u r c e

    i n

    a n e v a p o r a t o r

    (ORC-EVA). The

    o r g a n i c

    ? u i d v a p o r

    e x p a n d s

    i n

    a t u r b i n e

    (ORC-TUR)

    and

    t h e n condensed u s i n g a ? o W o f W a t e r

    i n

    a

    c o n d e n s e r (ORC-CON) a l t e r n a t i v e l y , a m b i e n t a i r c a n b e

    u s e d f o r

    c o o l i n g ) .

    The

    c o n d e n s e d ? u i d

    i s

    pumped a c k

    t o

    t h e

    e v a p o r a t o r t h u s

    c l o s i n g

    t h e

    t h e r m o d y n a m i c

    c y c l e .

    BRIEF DESCRIPTIONOF THE INVENTION

    [ 0 0 0 4 ]

    A c c o r d i n g

    t o

    o n e

    a s p e c t

    o f

    t h e

    e x e m p l a r y

    e m b o d i

    m e n t ,

    a

    combined

    y c l e poWer l a n t

    i n c l u d e s

    a g a s

    turboma

    c h i n e

    h a v i n g

    a compressor

    o r t i o n

    and a t u r b i n e p o r t i o n , a

    h e a t r e c o v e r y s t e a m

    g e n e r a t o r

    (HRSG)

    p e r a t i v e l y

    c o u p l e d

    t o

    t h e t u r b i n e p o r t i o n o f t h e

    g a s

    t u r b o m a c h i n e , and n o r g a n i c

    R a n k i n e c y c l e (ORC)

    d e v i c e

    ? u i d l y c o u p l e d t o

    t h e HRSG.

    The ORC e v i c e i n c l u d e s a n o r g a n i c ? u i d p a s s i n g t h r o u g h

    a

    c l o s e d l o o p

    s y s t e m

    o p e r a t i v e l y c o u p l e d

    t o

    a

    t u r b i n e . H e a t e d

    ? u i d

    from

    t h e

    HRSG

    l e v a t e s a

    t e m p e r a t u r e

    o f t h e o r g a n i c

    ? u i d ? o W i n g t h r o u g h t h e

    c l o s e d l o o p

    s y s t e m . T h e r m a l e n e r g y

    from

    t h e

    o r g a n i c ? u i d

    i s c o n v e r t e d

    t o m e c h a n i c a l

    e n e r g y

    i n

    t h e t u r b i n e .

    [ 0 0 0 5 ]

    A c c o r d i n g t o a n o t h e r

    a s p e c t o f

    t h e e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t , a method

    f

    o p e r a t i n g a combined y c l e poWer

    p l a n t

    i n c l u d e s o p e r a t i n g

    a g a s

    turbomachine n c l u d i n g

    a

    com

    p r e s s o r p o r t i o n

    a n d

    a t u r b i n e

    p o r t i o n ,

    p a s s i n g h o t g a s e s

    f r o m

    t h e t u r b i n e

    p o r t i o n t h r o u g h

    a

    h e a t r e c o v e r y s t e a m g e n e r a t o r

    (HRSG), t r a n s f e r r i n g h e a t

    from h e

    h o t g a s e s

    to a ? u i d p a s s

    i n g

    t h r o u g h

    t h e HRSG o f o r m

    h e a t e d

    ? u i d , p a s s i n g t h e

    h e a t e d ? u i d

    t o

    a n

    o r g a n i c

    R a n k i n e C y c l e

    (ORC) d e v i c e

    h a v

    i n g

    a c l o s e d l o o p o r g a n i c ? u i d s y s t e m , t r a n s f e r r i n g h e a t f r o m

    t h e

    h e a t e d ? u i d

    t o o r g a n i c

    ? u i d

    ? o W i n g

    t h r o u g h

    t h e c l o s e d

    May 9 , 2 0 1 1

    l o o p

    o r g a n i c

    ? u i d s y s t e m i n t h e ORC e v i c e t o f o r m

    h e a t e d

    o r g a n i c

    v a p o r h a v i n g

    t h e r m o d y n a m i c e n e r g y , a n d c o n v e r t i n g

    t h e

    t h e r m o d y n a m i c e n e r g y i n

    t h e h e a t e d o r g a n i c v a p o r t o

    m e c h a n i c a l

    e n e r g y

    i n a t u r b i n e o p e r a t iv e l y c o u p l e d to t h e

    c l o s e d l o o p s y s t e m .

    [ 0 0 0 6 ] T h e s e a n d

    o t h e r

    a d v a n t a g e s a n d f e a t u r e s W i l l

    become more a p p a r e n t f r o m t h e f o l l o W i n g d e s c r i p t i o n t a k e n

    i n

    c o n j u n c t i o n

    W i t h t h e

    d r a W i n g s .

    BRIEF

    DESCRIPTION

    OF THE

    DRAWING

    [ 0 0 0 7 ] The s u b j e c t m a t t e r , Which

    s

    r e g a r d e d

    a s

    t h e i n v e n

    t i o n ,

    i s

    p a r t i c u l a r l y p o i n t e d o u t a n d

    d i s t i n c t l y c l a i m e d i n

    t h e

    c l a i m s a t

    t h e c o n c l u s i o n o f t h e s p e c i ? c a t i o n . The f o r e g o i n g

    and

    t h e r

    f e a t u r e s , and d v a n t a g e s o f

    t h e i n v e n t i o n

    a r e

    a p p a r

    e nt f r o m

    t h e f o l l o W i n g

    d e t a i le d

    d e s c r i p t i o n t a k e n i n c o n j u n c

    t i o n

    W i t h

    t h e

    a c c o m p a n y i n g

    d r a W i n g s i n W h i c h :

    [ 0 0 0 8 ]

    F I G . 1

    i s a s c h e m a t i c

    vieW of

    a combined c y c l e

    p o W e r

    p l a n t

    i n c l u d i n g a n i n t e g r a t e d o r g a n i c R a n k i n e c y c l e

    d e v i c e i n a c c o r d a n c e W i t h a n e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;

    [ 0 0 0 9 ] F I G .

    2

    i s

    a

    s c h e m a t i c

    vieW

    of

    a

    combined

    c y c l e

    p o W e r

    p l a n t

    i n c l u d i n g

    a n i n t e g r a t e d

    o r g a n i c R a n k i n e c y c l e

    d e v i c e i n

    a c c o r d a n c e W i t h

    a n o t h e r a s p e c t o f t h e e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t ; a n d

    [ 0 0 1 0 ] F I G .

    3

    i s

    a

    s c h e m a t i c vieW of

    a

    combined c y c l e

    p o W e r

    p l a n t i n c l u d i n g a n i n t e g r a t e d o r g a n i c

    R a n k i n e c y c l e

    d e v i c e

    i n

    a c c o r d a n c e

    W i t h

    y e t a n o t h e r

    a s p e c t o f

    t h e

    e x e m p l a r y

    embodiment.

    [ 0 0 1 1 ]

    T h e

    d e t a i l e d

    d e s c r i p t i o n e x p l a i n s e m b o d i m e n t s

    o f

    t h e

    i n v e n t i o n , t o g e t h e r

    W i t h a d v a n t a g e s a n d f e a t u r e s ,

    b y

    Way

    o f

    e x a m p l e W i t h r e f e r e n c e t o

    t h e

    d r a W i n g s .

    DETAILED

    DESCRIPTION

    OF THE INVENTION

    [ 0 0 1 2 ]

    W i t h

    r e f e r e n c e

    F I G .

    1 ,

    t h e

    c o m b i n e d c y c l e poWer

    p l a n t c o n s t r u c t e d i n

    a c c o r d a n c e W i t h

    a n e x e m p l a r y

    embodi

    ment s i n d i c a te d g e n e r a l l y a t 2 .

    PoWer l a n t

    2 i n c l u d e s a g a s

    turbomachine 4 o p e r a t i v e l y l i n k e d

    t o

    a h e a t

    r e c o v e r y

    steam

    g e n e r a t o r (HRSG) 6 . Gas turbomachine 4 i n c l u d e s a co m

    p r e s s o r p o r t i o n 10 l i n k e d t o a t u r b i n e p o r t i o n 12 v i a a com

    b u s t o r p o r t i o n 1 4 . HRSG i n c l u d e s a h i g h p r e s s u r e

    ( H P )

    p o r t i o n 1 9 , a n d i n t e r m e d i a t e I P ) p o r t i o n 2 0 a n d a l o W p r e s

    s u r e ( L P )

    p o r t i o n

    2 1 h a v i n g a

    loW r e s s u r e

    drum 2 . HRSG

    i s a l s o

    shoWn

    o i n c l u d e an economiZer 23

    o p e r a t i v e l y

    l i n k e d

    t o LP o r t i o n 2 1 .

    EconomiZer

    3 i s

    ? u i d l y

    c o n n e c t e d to

    a f e e d

    pump 26

    t h a t s u p p l i e s

    h e a t e d ? u i d

    t o HRSG

    .

    EconomiZer

    2 3 ,

    i n a c c o r d a n c e

    W i t h an

    x e m p l a r y

    embodiment, i n c l u d e s

    a

    ? r s t economiZer o r t i o n

    26

    ? u i d l y l i n k e d to

    a second

    econo

    m i Z e r p o r t i o n 2 8

    v i a a ? r s t

    j u n c t i o n

    p o i n t

    3 1 .

    Second

    e c o n o

    miZer

    p o r t i o n

    28

    i s l i n k e d

    t o

    loW p r e s s u r e drum 22 v i a a

    s e c o n d j u n c t i o n

    p o i n t

    3 3 . I n f u r t h e r a c c o r d a n c e W i t h

    t h e

    e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t

    s h o W n ,

    c o m b i n e d

    c y c l e

    p o W e r

    p l a n t

    2 i n c l u d e s a n o r g a n i c r a n k i n g c y c l e

    (ORC) d e v i c e

    4 0 .

    [ 0 0 1 3 ] I n

    a c c o r d a n c e W i t h a n e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ,

    o r g a n i c

    R a n k i n e c y c l e

    d e v i c e

    4 0 i n c l u d e s a ? r s t ? u i d s y s t e m

    4 5 t h a t

    i s a r r a n g e d

    i n

    a

    h e a t e x c h a n g e r e l a t i o n s h i p W i t h

    a

    s e c o n d ,

    c l o s e d l o o p ,

    ? u i d s y s t e m

    4 8 . F i r s t

    ? u i d s y s t e m 4 5

    i n c l u d e s a

    s u p p l y c o n d u i t

    5 8

    t h a t

    i s o p e r a t i v e l y l i n k e d

    b e t W e e n s e c o n d

    j u n c t i o n p o i n t 3 3 a n d

    a n

    e v a p o r a t o r

    6 0 t h a t i s

    i n t e g r a t e d

    W i t h s e c o n d ? u i d s y s t e m 4 8 . A

    e t u r n

    c o n d u i t 6 2

    p a s s e s from e v a p o r a t o r 6 0 , t h r o u g h a pump 6 5 , a n d b a c k t o

    ? r s t

    j u n c t i o n

    p o i n t 3 1 A s i l l b e

    d i s c u s s e d more

    u l l y

    b e l o W ,

    ? u i d

    p a s s i n g t h r o u g h

    ? r s t ? u i d s y s t e m 4 5 i s i n a

    h e a t

    e x c h a n g e

    r e l a t i o n s h i p W i t h

    a n

    o r g a n i c

    ? u i d

    t h a t p a s s e s

    t h r o u g h

    s e c o n d ? u i d s y s t e m 4 8 .

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    6/8

    US 011/0113786

    A 1

    [ 0 0 1 4 ] I n

    f u r t h e r a c c o r d a n c e W i t h t h e

    embodiment

    s h o w n ,

    s e c o n d ? u i d s y s t e m

    48

    i n c l u d e s a pump 7 4 t h a t i s ? u i d l y

    c o n n e c t e d t o e v a p o r a t o r 6 0 v i a a c o n d u i t 7 6 .

    E v a p o r a t o r

    6 0 i s ,

    i n t u r n , l i n k e d t o a t u r b i n e 79 v i a a c o n d u i t 8 0 . Turbine

    79

    s

    l i n k e d

    t o

    a

    condenser 83

    v i a a

    c o n d u i t

    8 4 .

    Condenser 83

    i s

    l i n k e d

    to pump

    7 4 v i a a c o n d u i t

    86

    t h e r e b y

    c l o s i n g

    s e c o n d

    ? u i d s y s t e m

    4 8 . Condenser

    3

    i n c l u d e s

    a

    c o o l i n g

    ? u i d c i r c u i t

    9 0 t h a t i s c o u p l e d t o

    a

    c o o l i n g d e v i c e ( n o t s h o W n ) .

    Of

    o u r s e

    i t

    s h o u l d b e u n d e r s t o o d t h a t

    t h e

    p r t i c u l r t y p e o f

    c o o l i n g

    d e v i c e

    can

    v a r y

    and

    c o u l d i n c l u d e W a t e r

    c o o l i n g , a i r

    c o o l e d

    c o n d e n s e r s ,

    a n d t h e

    l i k e .

    More

    p e c i ? c a l l y ,

    pump

    4

    p r e s s u r

    i z e s t h e

    o r g a n i c

    ? u i d ? o W i n g t h r o u g h s e c o n d ? u i d s y s t e m 4 8 .

    The

    p r e s s u r i z e d

    ? u i d p a s s e s t h r o u g h e v a p o r a t o r 6 0

    a n d

    e x c h a n g e s

    h e a t

    W i t h ? u i d

    p a s s i n g

    t h r o u g h ? r s t ? u i d s y s t e m

    4 5 .

    The h e a t e d o r g a n i c

    ? u i d

    p a s s e s t h r o u g h c o n d u i t

    8 0 to

    t u r b i n e 7 9 .

    Work s

    e x t r a c t e d from h e

    h e a t e d

    ? u i d i n t u r b i n e

    7 9 a n d c o n v e r t e d

    t o ,

    f o r e x a m p l e ,

    m e c h a n i c a l

    e n e r g y t h a t i s

    employed

    o

    o p e r a t e a

    mechanical d e v i c e such

    s a g e n e r a t o r ,

    a Water pump,

    an

    i l pump,

    an

    i r compressor r t h e l i k e ( n o t

    s h o W n ) .

    The e a t e d o r g a n i c

    ? u i d t h e n

    p a s s e s

    t o c o n d e n s e r 8 3

    v i a c o n d u i t 8 4 .

    A t t h i s

    p o i n t , c o o l i n g

    ? u i d c o m i n g

    f r o m

    t h e

    c o o l i n g t o W e r e x c h a n g e s h e a t W i t h t h e

    o r g a n i c

    ? u i d . The

    o r g a n i c ? u i d ,

    no W

    t a loWer e m p e r a t u r e , r e t u r n s

    t o p u m p 74

    t o r e s t a r t

    t h e

    h e a t

    e x c h a n g e

    c y c l e . At

    h i s p o i n t i t s h o u l d b e

    u n d e r s t o o d t h a t t h e l o c a t i o n o f v a r i o u s j u n c t i o n p o i n t s i n t h e

    exemplary embodiment c o u l d v a r y i n a c c o r d a n c e W i t h an

    e x e m p l a r y e m b o d i m e n t . F o r e x a m p l e , ? r s t

    j u n c t i o n p o i n t

    3 1

    i s

    l o c a t e d a t a p o s i t i o n Where

    x i t

    t e m p e r a t u r e o f

    economizer

    2 6 i s s u b s t a n t i a l l y s i m i l a r t o t h e t e m p e r a t u r e o f ? u i d

    ?oWing

    t h r o u g h c o n d u i t

    6 2 .

    [ 0 0 1 5 ]

    R e f e r e n c e

    W i l l noW e

    made

    o

    F I G .

    2 i n d e s c r i b i n g

    a combined y c l e poWer l a n t 1 0 2 c o n s t r u c t e d i n a c c o r d a n c e

    W i t h a n o t h e r e x e m p l a r y embodiment o f

    t h e i n v e n t i o n . Com

    b i n e d

    c y c l e

    poWer

    l a n t

    1 0 2

    i n c l u d e s a

    g a s t u r b o m a c h i n e 104

    o p e r a t i v e l y

    l i n k e d

    t o an

    HRSG

    0 6 .

    Gas

    turbomachine

    104

    i n c l u d e s a compressor p o r t i o n 110 o p e r a t i v e l y l i n k e d t o a

    t u r b i n e p o r t i o n

    1 1 2

    v i a a c o m b u s t o r p o r t i o n 1 1 4 . HRSG 06

    i n c l u d e s an

    HP

    o r t i o n 1 1 9 ,

    an

    I P

    p o r t i o n

    120

    and

    an LP

    p o r t i o n

    1 2 1

    h a v i n g

    a

    loW p r e s s u r e

    drum

    1 2 2 . LoW r e s s u r e

    p o r t i o n

    121

    s a l s o shoWn o i n c l u d e an economizer

    123 t h a t

    i s

    ? u i d l y c o u p l e d t o a f e e d pump

    2 5

    t h a t

    d e l i v e r s h e a t e d

    ? u i d

    to LP o r t i o n 1 2 1 . Economizer 123 i n c l u d e s a ? r s t econo

    m i z e r

    p o r t i o n

    1 2 6 ? u i d l y

    l i n k e d to

    a s e c o n d e c o n o m i z e r

    p o r t i o n

    1 2 8

    v i a a

    ? r st j u n c t i o n

    p o i n t 1 3 1 . S e c o n d

    e c o n o m i z e r

    p o r t i o n

    128

    s l i n k e d t o loW r e s s u r e

    drum

    122

    v i a a

    second

    j u n c t i o n p o i n t 1 3 3 . I n a d d i t i o n , HRSG 0 6 i n c l u d e s a n I P

    e c o n o m i z e r 1 3 5 ? u i d l y l i n k e d

    t o

    s e c o n d j u n c t i o n p o i n t 1 3 3 .

    I n a c c o r d a n ce W i t h

    t h e

    e x e m p l a r y embodiment s h o W n , com

    b i n e d

    c y c l e poWer

    p l a n t 1 0 2

    i n c l u d e s

    a n O r g a n i c R a n k i n e

    C y c l e

    d e v i c e

    1 4 0

    o p e r a t i v e l y c o u p l e d

    t o HRSG 0 6 .

    [ 0 0 1 6 ]

    O r g a n i c

    R a n k i n e

    C y c l e

    d e v i c e

    1 4 0

    i n c l u d e s a ? r s t

    ? u i d s y s t e m 145 h a t

    i s

    i n a h e a t

    e x c h a n g e

    r e l a t i o n s h i p W i t h a

    s e c o n d , c l o s e d l o o p , ? u i d s y s t e m 1 4 8 .

    A

    u p p l y c o n du i t 1 5 8

    e x t e n d s betWeen an

    o u t l e t

    159 of P economizer 135 and an

    e v a p o r a t o r

    1 6 0 t h a t

    i s i n t e g r a t e d W i t h

    s e c o n d ? u i d s y s t e m

    1 4 8 .

    A

    e t u r n

    c o n d u i t

    162 e x t e n d s

    from e v a p o r a t o r

    1 6 0 , to a

    pu m p 1 6 5 , and t h e n t o ? r s t

    j u n c t i o n

    p o i n t 1 3 1 . I n a

    manner

    s i m i l a r

    t o

    t h a t

    d e s c r i b e d

    a b o v e , h e a t e n t r a i n ed

    W i t h i n t h e ? u i d

    p a s s i n g t h r o u g h ? r s t

    ? u i d s y s t e m 1 4 5

    i s

    e x c h a n g e d W i t h a n

    o r g a n i c ? u i d ? o W i n g t h r o u g h s e c o n d ? u i d s y s t e m

    1 4 8 a t

    e v a p o r a t o r 1 6 0 .

    [ 0 0 1 7 ] Second u i d s y s t e m 148 n c l u d e s a pump 174

    h a t i s

    ? u i d l y c o n n e c t e d t o e v a p o r a t o r 1 6 0

    v i a a

    c o n d u i t 1 7 6 . Evapo

    r a t o r

    160 i s a l s o ? u i d l y

    connected

    t o a

    t u r b i n e 179

    v i a a

    May 9 , 2 0 1 1

    c o n d u i t 1 8 0 .

    T u r b i n e 179

    s ? u i d l y

    c o n n e c t e d to a condenser

    183

    v i a a

    c o n d u i t

    1 8 4 . Condenser 183 i s

    t h e n ? u i d l y

    con

    n e c t e d t o pump 174 v i a a

    c o n d u i t

    186 t h e r e b y c l o s i n g t h e

    s e c o n d ? u i d

    s y s t e m 1 4 8 . Condenser 183

    s

    a l s o c o u p l e d to a

    c o o l i n g

    ? u i d

    c i r c u i t

    1 9 0 ,

    W h i c h ,

    i n

    manner

    s i m i l a r

    t o

    t h a t

    d e s c r i b e d a b o v e , i s l i n k e d t o a c o o l i n g d e v i c e

    ( n o t

    s h o W n ) . Of

    c o u r s e i t s h o u l d

    b e u n d e r s t o o d

    t h a t

    t h e p a r t i c u l a r

    t y p e o f

    c o o l i n g d e v i c e

    c a n v a r y

    and

    o u l d

    i n c l u d e W a t e r c o o l i n g , a i r

    c o o l e d

    c o n d e n s e r s ,

    a n d t h e

    l i k e .

    More

    p e c i ? c a l l y ,

    pump 1 7 4

    p r e s s u r i z e s t h e o r g n i c ? u i d ? o W i n g t h r o u g h s e c o n d ? u i d

    s y s t e m

    1 4 8 .

    T h e

    p r e s s u r i z e d

    ? u i d

    p a s s e s t h r o u g h

    e v a p o r a t o r

    1 6 0

    a n d

    e x c h a n g e s h e a t W i t h ? u i d p a s s i n g t h r o u g h ? r s t ? u i d

    s y s t e m 1 4 5 .

    The

    e a t e d o r g a n i c ? u i d p a s s e s

    t h r o u g h

    c o n d u i t

    180 t o

    t u r b i n e 1 7 9 .

    Work s

    e x t r a c t e d

    from

    h e

    h e a t e d ?uid n

    t u r b i n e 1 7 9 a n d c o n v e r t e d o , f o r e x a m p l e , m e c h a n i c a l e n e r g y

    t h a t i s

    employed

    t o o p e r a t e a

    mechanical

    d e v i c e

    such

    a s a

    g e n e r a t o r , a

    Water

    pump, an

    o i l

    pump, an a i r

    compressor or

    t h e l i k e

    ( n o t s h o W n ) .

    The

    e a t e d o r g a n i c ? u i d t h e n p a s s e s

    t o

    c o n d e n s e r 1 8 3 v i a c o n d u i t 1 8 4 . At h i s p o i n t , c o o l i n g ? u i d

    c o m i n g

    f r o m

    t h e c o o l i n g t o W e r e x c h a n g e s

    h e a t

    W i t h

    t h e

    o r g a n i c

    ? u i d .

    The r g a n i c ? u i d , noW

    t a

    l o W e r t e m p e r a t u r e ,

    r e t u r n s t o pump 174 o r e s t a r t t h e h e a t exchange y c l e . At h i s

    p o i n t

    i t s h o u l d b e u n d e r s t o o d

    t h a t t h e l o c a t i o n

    o f v a r i o u s

    j u n c t i o n

    p o i n t s

    i n

    t h e e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t c o u l d

    v a r y

    i n

    a c c o r d a n c e W i t h a n

    e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t . T h a t i s , ? r s t

    j u n c t i o n

    p o i n t 1 3 1 c o u l d b e l o c a t e d

    d i r e c t l y

    a d j a c e n t a n i n l e t

    of

    economizer 1 2 6 , a d j a c e n t an e x i t o f economizer 128 o r

    a n y W h e r e i n - b e t W e e n .

    [ 0 0 1 8 ]

    R e f e r e n c e

    W i l l noW be made o F I G . 3 i n

    d e s c r i b i n g

    a combined y c l e

    poWer

    l a n t

    2 0 2 c o n s t r u c t e d

    i n

    a c c o r d a n c e

    W i t h y e t

    a n o t h e r

    e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t . Combined c y c l e

    poWer p l a n t 102 i n c l u d e s a

    g a s

    turbomachine

    204

    t h a t i s

    o p e r a t i v e l y

    l i n k e d

    t o an HRSG 0 6 .

    Gas

    turbomachine

    204

    i n c l u d e s a

    compressor

    p o r t i o n 210 o p e r a t i v e l y l i n k e d t o a

    t u r b i n e p o r t i o n 212 i a a c o m b u s t o r p o r t i o n 2 1 4 . HRSG 06

    i n c l u d e s

    an HP

    o r t i o n 2 1 9 , and

    an

    P p o r t i o n 220

    a v i n g

    a n

    I P p r e s su r e drum 2 2 . HRSG 06 s a l s o shoWn

    o

    i n c l u d e an

    economizer 223

    ? u i d l y

    c o n n e c t e d t o a

    f e e d

    pu m p 225 t h a t

    d e l i v e r s h e a t e d

    ? u i d t o I P p o r t i o n 2 2 0 . Economizer

    2 2 3

    i n c l u d e s a ? r s t economizer o r t i o n 2 2 6 , a

    second

    economizer

    p o r t i o n 2 2 8 , and t h i r d

    e c o n o m i z e r

    p o r t i o n 2 3 0 . F i r s t

    e c o n o

    m i z e r p o r t i o n

    226

    s l i n k e d t o

    s e c o n d

    e c o n o m i z e r p o r t i o n

    2 2 8

    v i a a

    ? r s t j u n c t i o n p o i n t 2 3 1 , W h i l e

    s e c o n d

    e c o n o m i z e r

    p o r

    t i o n 228 i s l i n k e d t o t h i r d economizer p o r t i o n 230

    v i a a

    s e c o n d j u n c t i o n p o i n t 2 3 3 . A h i r d j u n c t i o n p o i n t 2 3 5 l i n k s

    t h i r d economizer o r t i o n 230

    With

    P

    drum 2 2 . I n

    a

    manner

    s i mi la r t o

    t h a t

    d e s c r i b e d a b o v e ,

    c o m b i n e d c y c l e

    poWer l a n t

    202 i n c l u d e s

    a n

    O r g a n i c R a n k i n e C y c l e d e v i c e 240 t h a t

    i s

    ? u i d l y c o n n e c t e d t o HRSG 0 6 .

    [ 0 0 1 9 ]

    O r g a n i c R a n k i n e

    C y c l e

    d e v i c e 2 4 0

    i n c l u d e s a

    ? r s t

    ? u i d s y s t e m

    245

    h a t

    i s

    i n

    a

    h e a t

    e x c h a n g e

    r e l a t i o n s h i p

    W i t h

    a

    s e c o n d ,

    c l o s e d

    l o o p ,

    ? u i d s y s t e m

    2 4 8 .

    A u p p l y c o n d u i t

    2 5 8

    e x t e n d s from s e c o n d j u n c t i o n p o i n t 2 3 3 t o a n e v a p o r a t o r 260

    t h a t

    i s

    i n t e g r a t e d W i t h

    s e c o n d ? u i d s y s t e m

    2 4 8 .

    A

    e t u r n

    c o n d u i t

    262 e a d s from pump 265 back o ? r s t

    j u n c t i o n p o i n t

    2 3 1 .

    With

    h i s

    a r r a n g e m e n t ,

    h e a t e n t r a i n e d

    W i t h i n ? u i d p a s s

    i n g

    t h r o u g h ? r s t

    ? u i d s y s t e m

    1 4 5

    i s

    e x c h a n g e d W i t h

    a n

    o r g a n i c ? u i d ?oWing t h r o u g h

    s e c o n d ? u i d

    s y s t e m 2 4 8 i n a

    manner

    h a t W i l l

    be d e s c r i b e d more

    f u l l y

    b e l o W .

    [ 0 0 2 0 ] Second u i d s y s t e m 248 n c l u d e s a pump 274

    h a t i s

    ? u i d l y

    c o n n e c t e d

    t o

    e v a p o r a t o r

    260

    i a a

    c o n d u i t

    2 7 6 . Evapo

    r a t o r 260

    i s , i n

    t u r n ,

    ? u i d l y l i n k e d

    t o a t u r b i n e 279 v i a a

    c o n d u i t 2 8 0 . Turbine 279 s

    l i n k e d

    t o a condenser 283

    v i a

    a

    c o n d u i t 2 8 4 . Condenser 283

    s

    ? u i d l y

    c o n n e c t e d

    t o pump 274

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    7/8

    US 011/0113786

    A 1

    v i a a

    c o n d u i t

    2 8 6

    t h e r e b y

    c l o s i n g s e c o n d ? u i d s y s t e m 2 4 8 .

    Condenser

    283

    i s

    i n a h e a t

    exchange r e l a t i o n s h i p W i t h

    a

    c o o l i n g

    ? u i d

    c i r c u i t 2 9 0 , W h i c h , i n a manner s i m i l a r t o t h a t

    d e s c r i b e d a b o v e ,

    i s

    l i n k e d t o a c o o l i n g d e v i c e ( n o t

    s h o W n ) .

    Of

    c o u r s e

    i t

    s h o u l d

    b e

    u n d e r s t o o d

    t h a t

    t h e

    p a r t i c u l a r

    t y p e

    o f

    c o o l i n g d e v i c e c a n v a r y and

    o u l d

    i n c l u d e

    W a t e r

    c o o l i n g , a i r

    c o o l e d c o n d e n s e r s , a n d t h e l i k e . I n f u r t h e r a c c o r d a n c e W i t h

    t h e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , c o m b i n e d

    c y c l e p o W e r

    l a n t

    1 0 2

    i n c l u d e s

    a

    f u e l m o i s t u r i Z a t i o n s y s t e m 294 o p e r a t i v e l y

    c o u p l e d t o HRSG 0 6 . More

    s p e c i ? c a l l y ,

    f u e l m o i s t u r i Z a t i o n

    s y s t e m

    294 n c l u d e s a ? r s t c o n d u i t

    296

    h a t i s

    c o u p l e d

    t o t h i r d

    j u n c t i o n p o i n t 2 3 5 a n d

    a s e c o n d

    c o n d u i t

    297 h a t

    i s c o u p l e d o

    ? r s t

    j u n c t i o n p o i n t 2 3 1 .

    [ 0 0 2 1 ] W i t h t h i s

    a r r a n g e m e n t , pump

    1 7 4 p r e s s u r i Z e s t h e

    o r g a n i c ? u i d ? o W i n g t h r o u g h

    s e c o n d ? u i d s y s t e m

    1 4 8 .

    T h e

    p r e s s u r i z e d

    ? u i d p a s s e s t h r o u g h e v a p o r a t o r

    1 6 0

    a n d

    e x c h a n g e s h e a t W i t h ? u i d

    p a s s i n g

    t h r o u g h

    ? r s t

    ? u i d s y s t e m

    1 4 5 . The e a t e d o r g a n i c

    ? u i d

    p a s s e s t h r o u g h c o n d u i t

    1 8 0 to

    t u r b i n e 1 7 9 .

    Work

    s

    e x t r a c t e d from

    h e

    h e a t e d ? u i d i n t u r b i n e

    1 7 9 and o n v e r t e d t o ,

    f o r

    e x a m p l e ,

    m e c h a n i c a l

    e n e r g y t h a t i s

    employed o o p e r a t e

    a mechanical d e v i c e such

    s

    a

    g e n e r a t o r ,

    a Water pump,

    an

    i l pump,

    an i r compressor

    r t h e l i k e ( n o t

    s h o W n ) . The h e a t e d o r g a n i c ? u i d t h e n p a s s e s t o c o n d e n s e r

    1 8 3

    v i a

    c o n d u i t 1 8 4 . A t t h i s p o i n t , c o o l i n g ? u i d

    c o m i n g

    f r o m

    t h e c o o l i n g

    t o W e r e x c h a n g e s

    h e a t

    W i t h

    t h e o r g a n i c ? u i d . The

    o r g a n i c ? u i d ,

    no W

    a t a

    loWer

    t e m p e r a t u r e , r e t u r n s to

    p u m p

    1 7 4 t o r e s t a r t t h e h e a t e x c h a n g e

    c y c l e .

    F u e l m o i s t u r i Z a t i o n

    s y s t e m 294

    s a t u r a t e s a

    d r y - f u e l s u p p l y to t u r b o m a c h i n e 204

    i n

    a

    manner

    knoWn

    n

    t h e a r t .

    [ 0 0 2 2 ] At h i s p o i n t i t s h o u l d

    b e u n d e r s t o o d t h a t t h e

    l o c a

    t i o n

    o f

    t h e

    v a r i o u s c o n n e c t i o n

    p o i n t s

    i l l u s t r a t e d

    i n

    F I G .

    3

    c o u l d

    v a r y

    i n a c c o r d a n c e W i t h an

    exemplary

    embodiment. o r

    e x a m p l e , t h e l o c a t i o n o f

    ? r s t j u n c t i o n

    p o i n t 2 3 1 c o u l d

    v a r y .

    That

    s , c o n d u i t 262

    could

    a l s o

    connect

    t o

    an n l e t of econo

    miZer

    2 6 .

    S i m i l a r l y ,

    c o n d u i t

    297 can

    be o u p l e d

    t o

    an n l e t

    of

    economiZer

    226

    o r t o

    j u n c t i o n 2 3 3 . L i k e W i s e ,

    t h e l o c a t i o n

    o f

    s e c o n d j u n c t i o n p o i n t

    2 3 3

    c o u l d v a r y . T h a t

    s ,

    s e c o n d j u n c t i o n

    p o i n t c o u l d b e l o c a t e d

    d i r e c t l y

    a d j a c e n t a n

    i n l e t

    o f

    e c o n o

    m i Z e r 2 2 8 , a d j a c e n t a n e x i t

    o f e c o n o m i Z e r

    230 o r anyWhere

    t h e r e b e t W e e n . A l s o , t h e l o c a t i o n o f t h i r d j u n c t i o n p o i n t 2 3 5

    c o u l d

    v a r y .

    T h a t i s ,

    c o n d u i t

    296

    c o u l d

    e x t e n d

    from s e c o n d

    j u n c t i o n p o i n t

    2 3 3 a n d

    c o n d u i t 2 9 7

    c o u l d b e c o u p l e d

    t o

    economiZer

    226 o r t o second u n c t i o n 2 3 3 . I t s h o u l d

    a l s o

    be

    u n d e r s t o o d

    t h a t t h e

    e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t s c o u l d b e i m p l e

    mented i n v a r i o u s t y p e s o f ORC e v i c e s

    and s h o u l d

    n o t

    be

    l i m i t e d to

    a n y

    p a r t i c u l a r

    ORC o n ? g u r a t i o n

    o r t h e e x e m p l a r y

    ORC

    o n ? g u r a t i o n s shoWn a n d d e s c r i b e d

    h e r e i n .

    [ 0 0 2 3 ] W i t h h i s a r r a n g e m e n t , t h e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t s

    t a k e enhance e n e r g y e x t r a c t i o n e ? i c i e n c i e s a s s o c i a t e d W i t h

    l o W t e m p e r a tu r e s y s t e m s s u c h a s t h o s e

    e m p l o y e d

    i n

    g e o t h e r

    mal

    p p l i c a t i o n s .

    T h a t

    s ,

    i n c o n t r a s t to

    l o W e r

    e ? i c i e n c y s t e a m

    s y s t e m s

    t h e e x e m p l a r y

    e m b o d i m e n t

    e m p l o y s a n O r g a n i c

    R a n k i n e C y c l e

    D e v i c e t o

    e n h a n c e e ? i c i e n c i e s a s s o c i a t e d W i t h

    c o n v e r t i n g

    h e a t

    e n e r g y

    ? o W i n g

    t h r o u g h t h e l o W

    p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r

    p r o d u c e d

    f r o m ,

    f o r

    e x a m p l e , a g e o t h e r m a l h e a t

    e x c h a n g e

    s y s t e m t o

    poWer

    t h e r s y s t e m s s u c h

    a s ,

    g e n e r a t o r s .

    O r g a n i c

    R a n k i n e

    D e v i c e s

    t y p i c a l l y h a v e a n e l e v a t e d t u r b i n e

    e ? i c i e n c y ,

    r e a l i Z e

    loW mechanical

    s t r e s s

    on

    h e t u r b i n e due o

    l o W

    p e r i p h e r a l s p e e d s ;

    p r o v i d e

    l o W

    rpm u t p u t o f

    t h e

    t u r b i n e

    t h e r e b y a l l o Wi n g d i r e c t

    d r i v e

    o f

    a s s o c i a t e d c o m p o n e n t s

    s u c h

    a s

    g e n e r a t o r s

    W i t h o u t t h e need

    f o r

    a d d i t i o n a l c o s t l y compo

    n e n t s s u c h a s r e d u c t i o n d r i v e s ; and e a l i Z e loW maintenance

    c o s t s . T h a t s ,

    t h e

    a b s e n c e

    o f

    m o i s t u r e

    i n t h e

    o r g a n i c R a n k i n e

    May 9 , 2 0 1 1

    c y c l e e n h a n c e s t u r b i n e b l a d e l i f e .

    W i t h o u t

    m o i s t u r e ,

    t u r b i n e

    blades tend not

    t o Wear

    or

    s h o W

    erosion c h a r a c t e r i s t i c s asso

    c i a t e d

    W i t h s t e a m

    s y s t e m s .

    [ 0 0 2 4 ]

    While

    t h e i n v e n t i o n h a s been d e s c r i b e d i n d e t a i l i n

    c o n n e c t i o n

    W i t h

    o n l y a l i m i t e d

    number

    o f

    e m b o d i m e n t s , i t

    s h o u l d

    b e r e a d i l y u n d e r s t o o d t h a t

    t h e

    i n v e n t i o n

    i s

    n o t

    l i m i t e d

    t o s u c h d i s c l o s e d

    embodiments.

    R a t h e r , t h e i n v e n t i o n can be

    modi?ed o i n c o r p o r a t e a n y number f a r i a t i o n s , a l t e r a t i o n s ,

    s u b s t i t u t i o n s

    o r

    e q u i v a l e n t a r r a n g e m e n t s n o t

    h e r e t o f o r e

    d e s c r i b e d , b u t Which a r e commensurate W i t h t h e s p i r i t and

    s c o p e o f t h e

    i n v e n t i o n .

    A d d i t i o n a l l y , W h i l e v a r i o u s embodi

    ments o f t h e i n v e n t i o n have

    been

    e s c r i b e d ,

    i t

    i s t o be n d e r

    s t o o d t h a t

    a s p e c t s

    o f t h e

    i n v e n t i o n

    ma y

    n c l u d e

    o n l y some f

    t h e d e s c r i b e d e m b o d i m e n t s .

    A c c o r d i n g l y ,

    t h e i n v e n t i o n

    i s n o t

    t o b e s e e n

    a s l i m i t e d

    by h e f o r e g o i n g d e s c r i p t i o n , b u t i s o n l y

    l i m i t e d

    b y

    t h e

    s c o p e o f

    t h e a p p e n d e d c l a i m s .

    1 .

    A o m b i n e d c y c l e

    p o W e r p l a n t c o m p r i s i n g :

    a g a s turbomachine

    i n c l u d i n g

    a compressor o r t i o n

    and

    a

    t u r b i n e p o r t i o n ;

    a h e a t

    r e c o v e r y

    s t e a m

    g e n e r a t o r

    (HRSG)

    o p e r a t i v e l y

    c o u p l e d t o

    t h e t u r b i n e

    p o r t i o n o f

    t h e

    g a s t u r b o m a c h i n e ;

    and

    a n o r g a n i c R a n k i n e c y c l e (ORC) d e v i c e ? u i d l y

    c o u p l e d

    t o

    t h e

    h e a t

    r e c o v e r y

    s t e a m

    g e n e r a t o r , t h e ORC d e v i c e

    i n c l u d i n g

    a n o r g a n i c ? u i d p a s s i n g t h r o u g h a c l o s e d l o o p

    s y s t e m

    o p e r a t i v e l y c o u p l e d t o a t u r b i n e ,

    W h e r e i n h e a t e d

    ?uid from

    t h e

    HRSG e l e v a t e s

    a t e m p e r a t u r e

    of

    t h e

    o r g a n i c ? u i d

    p a s s i n g

    t h r o u g h t h e c l o s e d

    l o o p

    s y s t e m ,

    t h e r m a l

    e n e r g y f r o m

    t h e o r g a n i c ? u i d

    i s

    c o n v e r t e d t o

    m e c h a n i c a l e n e r g y

    i n t h e t u r b i n e .

    2 . The

    o m b i n e d

    c y c l e poWer l a n t

    o f

    c l a i m

    1 , W h e r e i n

    t h e

    HRSG n c l u d e s a t l e a s t one economiZer.

    3 .

    The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t

    a c c o r d i n g t o c l a i m

    2 ,

    Wherein

    t h e at l e a s t

    one economiZer

    comprises at l e a s t one

    l o W

    p r e s s u r e e c o n o m i Z e r , t h e ORC d e v i c e b e i n g ? u i d l y

    coupled

    o t h e at least one loW

    r e s s u r e e c o n o m i Z e r .

    4 .

    The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g

    t o c l a i m

    2 ,

    Wherein t h e

    HRSG

    n c l u d e s a loW

    p r e s s u r e

    drum ? u i d l y

    l i n k e d t o t h e a t l a s t one loW

    p r e s s u r e e c o n o m i Z e r ,

    t h e ORC

    d e v i c e

    b e i n g ? u i d l y

    c o n n e c t e d

    t o e a c h o f t h e

    l o W

    p r e s s u r e

    economiZer and

    h e

    loW

    r e s s u r e d r u m .

    5 .

    The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g t o

    c l a i m

    4 ,

    Wherein t h e a t l e a s t one loW

    r e s s u r e

    economiZer

    i n c l u d e s

    a

    ? r s t loW

    p r e s s u r e

    economiZer and

    a second

    loW

    p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r ,

    t h e

    ORC

    d e v i c e

    b e i n g ? u i d l y c o n n e c t e d

    betWeen t h e ? r s t

    and

    s e c o n d

    loW

    p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r s

    and

    t h e loW

    r e s s u r e

    d r u m .

    6 . The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g

    t o c l a i m

    2 ,

    Wherein t h e a t l e a s t one economiZ er

    i n c l u d e s

    a loW

    r e s s u r e

    economiZer and an i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r ,

    t h e

    ORC

    b e i n g

    ? u i d l y

    c o n n e c t e d

    b e t W e e n

    t h e

    l o W

    p r e s s u r e

    economiZer and h e

    i n t e r m e d ia t e p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r .

    7 .

    The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g

    t o c l a i m

    2 ,

    Wherein h e a t

    l e a s t one economiZer comprises

    at

    l e a s t one

    an

    i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e e c o n o m i Z e r , t h e ORC e v i c e

    b e i n g

    ?u

    i d l y coupled o t h e a t l e a s t one

    i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e

    econo

    m i Z e r .

    8 .

    The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g

    t o c l a i m

    7 ,

    Wherein

    t h e

    at

    l e a s t

    one i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e economiZer

    i n c l u d e s

    a

    ? r s t i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e economiZer,

    a

    second

    i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e e c o n o m i Z e r , and

    a

    t h i r d i n t e r m e d i a t e

    p r e s s u r e e c o n o m i Z e r .

    9 .

    The

    c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g

    t o c l a i m

    8 ,

    W h e r e i n t h e ORC e v i c e i s ? u i d l y c o u p l e d betWeen a n

    o u t l e t

  • 7/25/2019 Document - Patent of combined cycle GE

    8/8

    US 011/0113786

    A 1

    of h e

    ? r s t

    i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e

    economiZer

    and an u t l e t of

    t h e

    t h i r d

    i n t e r m e d ia t e p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r .

    1 0 . The

    c o m b i n e d c y c l e p o w e r

    p l a n t

    a c c o r d i n g

    t o

    c l a i m 9 ,

    f u r t h e r

    c o m p r i s i n g : a f u e l m o i s t u r i Z a t i o n s y s t e m (FMS) ?u

    i d l y

    c o u p l e d

    t o

    t h e

    ORC

    e v i c e .

    1 1 .

    T h e c o m b i n e d c y c l e p o W e r p l a n t a c c o r d i n g

    t o

    c l a i m

    1 0 ,

    W h e r e i n t h e FMS s

    ? u i d l y c o n n e c t e d

    b e t W e e n t h e o u t l e t o f

    t h e ? r s t

    i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e

    economiZer

    and

    an

    u t l e t of

    h e

    t h i r d

    i n t e r m e d ia t e p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r .

    1 2 . A

    ethod

    f

    o p e r a t i n g

    a combined y c l e

    poWer

    l a n t ,

    t h e

    m e t h o d c o m p r i s i n g :

    o p e r a t i n g a g a s

    turbomachine

    i n c l u d i n g a

    compressor

    o r

    t i o n and a t u r b i n e p o r t i o n ;

    p a s s i n g h o t g a s e s

    from

    h e t u r b i n e t h r o u g h a h e a t

    r e c o v e r y

    s t e a m

    g e n e r a t o r ( H R S G ) ;

    t r a n s f e r r i n g h e a t from

    t h e

    h o t g a s e s to

    a ? u i d p a s s i n g

    t h r o u g h t h e

    HRSG

    o f o r m h e a t e d ? u i d ;

    p a s s i n g t h e h e a t e d ? u i d

    t o

    a n o r g a n i c

    R a n k i n e

    C y c l e

    (ORC)

    e v i c e h a v i n g

    a

    c l o s e d l o o p

    o r g a n i c

    ? u i d

    s y s t e m ;

    t r a n s f e r r i n g

    h e a t f r o m t h e h e a t e d ? u i d t o

    o r g a n i c

    ? u i d

    ? o W i n g t h r o u g h

    t h e

    c l o s e d l o o p o r g a n i c ? u i d s y s t e m i n

    t h e

    ORC e v i c e t o

    f o r m h e a t e d

    o r g a n i c

    v a p o r h a v i n g

    t h e r m o d y n a m i c e n e r g y ; a n d

    c o n v e r t i n g

    t h e

    t h e r m o d y n a m i c

    e n e r g y

    i n

    t h e h e a t e d

    o r g a n i c vapor

    t o

    mechanical e n e r g y i n a t u r b i n e

    o p e r a

    t i v e l y c o u p l e d

    t o t h e c l o s e d l o o p s y s t e m .

    1 3 .

    The method o f

    c l a i m 1 2 , f u r t h e r

    c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g

    t h e

    h e a t e d

    ? u i d

    t h r o u g h

    a n

    e v a p o r a t o r

    i n t h e

    ORC

    d e v i c e t o

    form t h e h e a t e d o r g a n i c ? u i d .

    May 9 , 2 0 1 1

    1 4 .

    The

    method f c l a i m 1 3 , f u r t h e r c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g

    t h e h e a t e d

    ? u i d from

    a loW r e s s u r e p o r t i o n

    o f

    t h e

    HRSG

    o t h e

    e v a p o r a t o r .

    1 5 .

    The method f

    c l a i m 1 4 , f u r t h e r

    c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g

    t h e

    h e a t e d

    ?uid from an o u t l e t of ? r s t loW

    r e s

    s u r e

    economiZer

    o t h e e v a p o r a t o r .

    1 6 .

    The

    method f c l a i m 1 5 , f u r t h e r c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g

    t h e l i q u i d from t h e e v a p o r a t o r t o a s e c o n d l o W

    pressure

    economizer.

    1 7 .

    The

    method

    f

    c l a i m 1 3 , f u r t h e r c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g t h e h e a t e d

    ? u i d

    from

    a n

    i n t e r m e di a t e p r e s s u r e

    economiZer o t h e e v a p o r a t o r .

    1 8 .

    The

    method f c l a i m

    1 7 , f u r t h e r

    c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g t h e h e a t e d

    ?uid from

    an

    o u t l e t o f a t h i r d

    i n t e r m e

    d i a t i o n

    p r e s s u r e

    economiZer o t h e e v a p o r a t o r , t h e t h i r d

    i n t e r m e d i a t i o n p r e s s u r e e c o n o m i Z e r b e i n g

    ? u i d l y c o n

    nected

    t o an

    i n t e r m e di a t e p r e s s u r e

    drum.

    1 9 .

    The method f

    c l a i m 1 8 , f u r t h e r

    c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g

    t h e

    h e a t e d

    ?uid from h e

    e v a p o r a t o r

    t o an n l e t of

    s e c o n d i n t e r m e d i a t e p r e s s u r e e c o n o m i Z e r , t h e s e c o n d

    i n t e r m e d i a t i o n p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r

    b e i n g

    a r r a n g e d

    doWn

    stream of

    a ? r s t

    intermediation pressure

    econo

    miZer

    and up

    t r e a m of h e t h i r d

    i n t e r m e d i a t i o n

    p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r .

    2 0 . The method f

    c l a i m 1 8 , f u r t h e r

    c o m p r i s i n g :

    p a s s i n g

    ? u i d

    f r o m

    t h e o u t l e t o f t h e t h i r d i n t e r m e d i a t i o n

    p r e s s u r e e c o n o m i Z e r , t h r o u g h

    a

    f u e l

    m o i s t u r i Z a t i o n

    s y s

    tem

    t o

    t h e i n l e t of t h e second i n t e r m e d i a t i o n p r e s s u r e

    e c o n o m i Z e r , t h e ? u i d p a s s i n g f r o m t h e e v a p o r a t o r a n d

    t h e ? u i d p a s s i n g f r o m t h e f u e l

    m o i s t u r i Z a t i o n

    s y s t e m

    b e i n g

    a t

    s u b s t a n t i a l l y s i m i l a r

    t e m p e r a t u r e s .