NL192680C - Werkwijze voor het bedrijven van een glassmeltoven met terugwinning van een gedeelte van de warmte - Google Patents

Description

1 192680

Werkwijze voor het bedrijven van een glassmeltoven met terugwinning van een gedeelte van de warmte

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een glassmeitoven met terugwinning 5 van een gedeelte van de warmte die door de smeltoven wordt uitgelaten, met een cyclus die de stappen omvat van het voeren van inlaatlucht door een regenerator om de temperatuur van de lucht tot T3 te doen toenemen, het stoken van de smeltoven, het vanaf de smeltoven door een andere regenerator voeren van de uitlaatgassen om de warmte daarin op te slaan, en het omkeren van de cyclus door het met regelmatige tussenpozen omkeren van de gasstroomrichting, welke werkwijze verder de stappen omvat van het door 10 een primair traject van een indirecte warmtewisselaar laten stromen van de uitlaatgassen met een temperatuur T4, het bij een temperatuur T5 vanaf de warmtewisselaar naar een uitlaatschoorsteen voeren van afgewerkte gassen, het met een compressor samendrukken van schone omgevingslucht, het door een secundair traject van de warmtewisselaar voeren van de samengedrukte lucht om de temperatuur van de samengedrukte lucht tot T1 te verhogen, het laten expanderen van de verwarmde samengedrukte lucht in 15 een turbine, die aan een compressor en aan een electrische generator is gekoppeld, het bij een temperatuur T2 en onder atmosferische druk uit de turbine aflaten van de schone lucht, het in de regenerator voeren van de uitlaatlucht van de turbine om deze voorverwarmde schone lucht als inlaatlucht voor het stoken van de smeltoven te gebruiken, waarbij een gedeelte van de afvalwarmte van de uitlaatgassen in de vorm van electrische energie wordt teruggewonnen.

20 Een dergelijke werkwijze is bekend uit het artikel ’’Cogeneration from glass furnace waste heat recovery” weergegeven in de notulen van de 9de Energie Technologie Conferentie van 16-18 februari 1982 te Washington DC, bladzijden 375-388, figuur 4, geschreven door J.G. Hnat e.a. Een hierin beschreven werkwijze voor het terugwinnen van afvalwarmte, maakt gebruik van een indirect verwarmd, positieve druk Brayton-cyclus warmteterugwinsysteem. Hierbij wordt de teruggewonnen warmte voor een deel teruggeleid 25 naar de glasoven en voor het resterende deel gebruikt voor opwekking voor electrische energie.

Het vervaardigen van glas is over het algemeen gesproken een hoge temperatuur-energie intensieve handeling, waarbij bij benadering 65 tot 70% van de totaal verbruikte hoeveelheid energie voor het smeltproces wordt gebruikt. Bij bekende gas of olie gestookte glassmeltovens wordt 30% of meer van hun totale hoeveelheid ingevoerde energie afgevoerd via de uitlaatschoorsteen.

30 De tegenwoordig voor het glassmelten toegepaste met brandstof gestookte ovens worden of recupererend, of regenererend, of direct gestookt. Die van het recupererende type zijn typisch kleinere ovens voor glas met bijzondere eigenschappen; de regenererende types zijn echter fundamenteel gezien de grotere ovens, waarbij de regeneratoren uit metselwerk bestaan, waardoorheen de verbrandingslucht wordt gevoerd op weg naar de zone, waar de branders de brandstof samen met de verbrandingslucht in de oven 35 toevoeren en waardoorheen de uitlaatgassen van de oven op weg naar de schoorsteen passeren. De uitlaatgassen dragen hun warmte over op de regenerator of ’’checker” in de vorm van bouwstenen, wanneer zij er doorheen komen. Bij de tegenovergestelde cyclus wordt de verbrandingslucht, die schone lucht is, en op omgevingstemperatuur is binnengevoerd, door de regenerator naar de andere kant gevoerd; en neemt dus warmte op van de bakstenen en verwarmt op deze wijze de lucht voor, voordat zij door de poorten 40 binnenkomt, waar eveneens de brandstof wordt binnengevoerd om een verbranding en het smelten van het glas in de oven te veroorzaken.

Bij de doelmatiger ontwerpen voor regenererende ovens wordt verbrandingslucht voorverhit tot een temperatuur van rond de 1260°C. Bijna alle glasovens, die worden gebruikt voor het smelten van verpakkingsglas, bestaande uit soda-kalk-siliciumdioxide-glas, zijn van het regenererende type en bezitten 45 productiecapaciteiten zo ongeveer tussen de 163.293 en 362.874 kg gesmolten glas per dag. Zoals is uitgelegd, wordt in huidige ovens de verhittingsenergie gebruikt en herwonnen in regenererende ovens door het afwisselend door de regeneratoren voeren van de afvalgassen en de verbrandingslucht, welke regeneratoren dienst doen als warmte-opslaginrichtingen.

Een bekende goed ontworpen oven, die op grond van ervaring 166.015 kg per dag smelt, zou een 50 energietoevoer naar de smeltoven van 4,65 kJ/g gesmolten glas in de vorm van brandstof en 2,59 kJ/g in de vorm van voorverhitte lucht vereisen. De energie-uitvoer bestaat uit 2,33 kJ/g in de vorm van gesmolten glas, 0,93 kJ/g in de vorm van stralingsverliezen van de smeltoven en 3,95 kJ/g via de uitlaatpoorten. Van de 3,95 kJ/g in de smeltovenuitlaat wordt 65%=2,57 kJ/g door de regenerator-warmte-opslag in de vorm van voorverwarmde lucht voor hergebruik in de smeltoven teruggevoerd. 0,23 kJ/g gaat verloren als verliezen 55 door de regeneratorwand en 1,16 kJ/g verdwijnt via de schoorsteen te zamen met de verbrandingsproduc-ten. Minder doelmatige ovens zullen grotere afvoerverliezen en dienovereenkomstig een groter brandstofverbruik hebben. Afvalwarmte-terugwinningsprogramma’s waren gericht op het door de schoorsteen laten 192680 2 verdwijnen van warmte van ongeveer 1,16 kJ/g gesmolten glas. Enkele van de bekende programma's die gebruik maken van de afvalwarmtestroom voor energietoevoer, zijn het voorverwarmen van het glasmengsel, afvalwarmteketels en organische Rankine-cyclus warmteterugwinsystemen. Het voorverwarmen van het glasmengsel wint meer van de uitlaatwarmte terug in de smeltoven, waardoor er minder brandstof 5 benodigd is. De andere twee programma’s zijn gericht op het voor enig ander nuttig gebruik aanwenden van de uitlaatwarmte, zoals stoom voor gebruik binnen de fabriek of voor de productie van electriciteit.

De warmte van de regeneratoruitlaat van een bekende regenererende oven bezit tegenwoordig een maximum temperatuur van ongeveer 510°C.

Aangezien de minimaal toelaatbare schoorsteenuitlaattemperatuur ongeveer 232°C is, vanwege de 10 condensatie- en corrosieproblemen, wanneer de temperatuur van het uitlaatgas hier beneden ligt, is het beste, wat het warmteterugwinsysteem kan doen, ongeveer de helft van de warmte in de regeneratoruitlaat op te vangen. Wanneer de opgevangen warmte door een Rankine-cyclus wordt gevoerd om electriciteit te produceren, is het totale rendement voor traditionele bedrijfsomstandigheden 20%. Het aan de hierboven beschreven goed ontworpen gasoven toevoegen van de Rankine-cyclus zou resulteren in een uitvoer van 15 ongeveer 0,115 kJ/g gesmolten glas. Of het uitgekozen werkfluïdum nu stoom of een organisch mengsel is, in de Rankine-cyclus moet voor kleine installaties ruwweg 80% van de opgevangen warmte afgevoerd worden teneinde de resterende 20% in nuttige arbeid om te zetten.

Een alternatieve benadering voor het in arbeidsvermogen omzetten van de uitlaatwarmte van de regenerator is het toepassen van een uitwendig gestookte Brayton-cyclus. Het belangrijkste verschil tussen 20 een Rankine-cyclus en een Brayton-cyclus is, dat de Brayton-cyclus gebruik maakt van een gasvormig werkfluïdum, zonder dat er condensatie optreedt in de uitgeworpen stroming van warm fluïdum.

Het mede-opwekken van electriciteit van afvalwarmte van glasovens is niet zonder meer een nieuw concept en was een thema van de 9de Energie Technologie Conferentie, die in februari 1982 werd gehouden, en is het onderwerp van artikelen, die op deze conferentie zijn gepresenteerd. Eén zo’n artikel is 25 weergegeven in de bovengenoemde notulen van de Conferentie op de bladzijden 375-388, geschreven door J.G. Hnat e.a. Dit artikel verklaart de relatie tussen afvalwarmte-terugwinsystemen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een stoom Rankine-cyclus, waarbij het warmteterugwinmedium bestaat uit stoom onder druk, van een organisch Rankine-cyclus warmte-terugwinsysteem, waarbij als werkfluïdum tolueen wordt toegepast, en als een derde systeem, van een indirect verwarmde, positieve druk Brayton-cyclus warmte-30 terugwinsysteem. Het is dit laatste type systeem, waarop de uitvinding van de aanvrager is gericht. Het is echter gebleken dat de Brayton-cyclus in toenemende mate minder electrische energie opwekt wanneer het rendement van de warmtewisselaar afneemt.

Deze uitvinding heeft als doel het opheffen van dit nadeel en heeft betrekking op de werkwijze voor het terugwinnen van een aanzienlijk gedeelte van de afvalwarmte van een hogetemperatuur industrieel proces, 35 waarbij de temperatuur van de verbrandingsproducten wordt gebruikt om de inlaatlucht naar een gasturbine met een hoog rendement van een positieve druk Brayton-cyclus tot een temperatuur van boven 704°C te verhitten, waarbij de luchtstroming door het compressorgedeelte van het systeem de 4,5 kg/sec overschrijdt en de uitlaat van de turbine wordt gebruikt als bron voor voorverwarmde verbrandingslucht voor het industriële proces.

40 Meer specifiek heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een hiervoor genoemde werkwijze, die gekenmerkt wordt dat door het gebruik van een supplementaire brander voor het toevoeren van additionele warmte de temperatuur T4 van de uitlaatgassen, die ongeveer 732°C is, tot ongeveer 871 °C wordt verhoogd voordat de uitlaatgassen het primaire traject van de warmtewisselaar binnentreden, dat de afgewerkte gassen over het primaire traject van de warmtewisselaar tot een temperatuur T5 dalen in het gebied van 45 232°C tot 260°C, dat de omgevingslucht tot ongeveer 689 kPa wordt samengedrukt en bij een temperatuur T1 van ongeveer 788°C het secundaire traject van de warmtewisselaar verlaat, dat de temperatuur T2 van de schone lucht na het aflaten uit de turbine groter is dan of gelijk aan 399°C, dat een gedeelte van deze voorverwarmde lucht door de supplementaire brander gebruikt wordt, en dat de regenerator de temperatuur T3 van deze inlaatlucht tot ongeveer 1260°C doet toenemen.

50 Op zich is het mede-opwekken van energie uit het smelten van glas met behulp van de Rankine- en Brayton-cyclus bekend zoals op de Industriële Energiebesparings Technologie Conferentie en Tentoonstelling van 1981, van 26-29 april 1981 gehouden te Houston, Texas, in en tweede artikel door James G. Hnat, J.S. Patten en Praven R. Sheth, allen van de Industriële Energie Ontwikkelingsafdeling van Gilbert/ Commonwealth of Reading, Pa., werd gepresenteerd. Ook hier waren de geëvalueerde en bestudeerde 55 systemen een conventionele stoom Rankine-cyclus, een organische Rankine-cyclus, een indirect verwarmde Brayton-cyclus onder druk, en een sub-atmosferische Brayton-cyclus. De indirect verwarmde Brayton-cyclus onder druk is er een, die het meest van toepassing is op de onderhavige uitvinding. De in dit artikel 3 192680 geschetste studie handelde over de positieve druk Brayton-cyclus, waarbij de verbrandingsgassen van de oven warmte overdragen naar samengeperste lucht, die door een compressor onder een druk van 267 kPa en met een temperatuur van 129°C werd geleverd. De verwarmde lucht werd vervolgens via een ééntraps-turbine, die zowel een compressor als een generator aandreef, geëxpandeerd. De uitlaatlucht van de turbine 5 werd als voorverwarmde verbrandingslucht aan de regenerator toegevoerd. Er werd een turbine- expansieverhouding van 2,5 op 1 toegepast voor de positieve druk Brayton-cyclus, welke verhouding was gebaseerd op een beschouwing van gegevens, die over turbo-expansiewerkwijzen voor warmte-terugwinning, die in fluïdum-katalytische kraakprocessen worden toegepast, waren gepubliceerd. Studies naar afvalwarmteterugwinning door Garrett Airesearch Manufacturing Company, zoals in dit artikel door 10 Hnat, Patten en Sheth worden geciteerd, stellen de toepassing van een expansieverhouding van 3,5 op 1 voor. De turbine- en compressorrendementen, zoals aangenomen door Hnat e.a., bedroegen respectieve 85% en 87%. Er werden warmtewisselaarparameters in de buurt van de 70% tot 92,5% in beschouwing genomen, en de invloed ervan op het cyclusrendement bestudeerd. De conclusies van deze studie, die door de schrijvers met betrekking tot rendement en kostenvergelijkingen waren verkregen, geven eveneens aan, 15 dat de Brayton-cyclus in toenemende mate minder electrische energie opwekt wanneer het rendement van de warmtewisselaar afneemt. Verder wordt hierin niet het gebruik van een supplementaire brander, zoals een regelbrander, beschreven.

Op zich is een combinatie van een verhittingsoven, een gasturbine en additionele warmtebron bekend uit de Japanse terinzagelegging 57-183528A, waarbij lucht tussen compressietrappen in wordt gekoeld. Echter 20 wordt hierin een gasturbinesysteem met een gesloten cyclus beschreven, terwijl de luchtcyclus volgens de uitvinding geen gesloten cyclus is.

Figuur 1 is een schematisch aanzicht van een warmtestromingsdiagram van een bekende regeneratoroven; figuur 2 is een schematisch aanzicht van een bekende regeneratoroven die overeenkomt met die van 25 figuur 1, waaraan een bevoorrading met voorverwarmde verbrandingslucht is toegevoegd; figuur 3 is een schematisch aanzicht van een regeneratoroven, die overeenkomt met die van figuur 1, waaraan een warmtewisselaar en een Brayton-cyclus energieterugwinsysteem van de uitvinding zijn toegevoegd; figuur 4 is een schematisch aanzicht en een warmtestromingsdiagram van een regeneratoroven met een 30 uitlaattemperatuurverhoging naar de warmtewisselaar van het Brayton-cyclus-energieterugwinsysteem van de uitvinding; figuur 5 is nog een andere uitvoeringswijze van het energieterugwinsysteem van de uitvinding, zoals toegepast bij een regeneratoroven, die zowel primaire als secundaire regeneratoren bezit; en figuur 6 is een diagram, dat de opstart- en blijvende toestand-systeemwerking met de oven van figuur 5 35 weergeeft.

Onder speciale verwijzing naar de figuren 1-3, zal de ontwikkeling van het gebruik van voorverwarmde verbrandingslucht en dan de verdere ontwikkeling van het gebruik van een warmtewisselaar in de uitlaatgasleiding met een enkelvoudig Brayton-cyclus energieterugwinsysteem worden uitgelegd in termen 40 van warmtestromingen of warmtegehaltes van diverse stromingen, uitgedrukt in kJ/g gesmolten glas, of Q-waarden, die aanwezig zullen zijn in een goede bekende regeneratoroven.

Onder speciale verwijzing naar figuur 1, is daar een bekende regeneratoroven weergegeven met een brandstof Q-waarde, die gelijk is aan 4,5, en die bij de inlaatpoort 10 wordt bevoorraad. De verbrandingslucht, die vanaf de bovenconstructie 11 van de regenerator 12 aan de linkerzijde door de poort 10 45 binnentreedt, zal een warmtegehalte van 2,5 en een temperatuur van ongeveer 1204°C bezitten. Zodoende zal de totale invoer van warmtegehalte naar de oven gelijk zijn aan 7. Zoals hiervoor is uitgelegd, zal er een Q-verlies zijn van 1 door de ovenwanden als gevolg van stralingslekkage en andere verwachte en actuele warmteverliezen. Het glas, dat de oven zal verlaten, bijvoorbeeld als glasklompen, die bij vervaardiging van verpakkingsglas naar de vormmachines worden afgevoerd, zal vanaf de oven een warmtewaarde gelijk aan 50 2 met zich meedragen. Het is dan logisch, dat, wanneer de brandstof is ontstoken en de uitlaatgassen door een uitlaatpoort 13 naar de bovenconstructie 14 van de regenerator 15 aan de rechterzijde zullen stromen, de warmtehoeveelheid, die de oven verlaat, in de vorm van uitlaatgassen een temperatuur van ongeveer 1427°C en een warmtegehaltewaarde van 4 zal bezitten. Dit uitlaatgas stroomt in benedenwaartse richting door de regenerator 15 aan de rechterzijde en stroomt aan de bodem uit in een kanaal 16 en bezit typisch 55 een temperatuur in de buurt van de 482°G-538°C met een warmtegehaltewaarde van 1,5, vergelijkbaar met 510°C, waarbij men dient te begrijpen, dat een warmtegehalte van 2,5 naar de regenerator 15 aan de rechterzijde is overgedragen en daar is opgeslagen. Vanaf het kanaal 16 gaan de uitlaatgassen door een 192680 4 kanaal 17 naar schoorsteen 18. De uitlaattemperatuur in de schoorsteen ligt dan in de orde van 288°C-454°C.

De inlaatverbrandingslucht, die door een kanaal 19 naar de bekende regeneratoroven wordt toegevoerd, zal een ingangstemperatuur van bijvoorbeeld 15,6°C als gemiddelde en een warmtegehaltewaarde van 0 5 bezitten. Bij omkering van het systeem, zoals deze regeneratorovens werken, zal lucht in het kanaal 16 worden binnengevoerd, terwijl de uitlaatgassen vanaf het benedeneinde van de regenerator aan de linkerzijde door het kanaal 19 en van daaruit naar het kanaal 17 zullen stromen. Het Is duidelijk, dat de omgevingslucht zijn warmte in de regenerator opneemt en daardoor een temperatuursverhoging tot 1204°C ondergaat.

10 Onder verwijzing naar figuur 2, is daar een situatie weergegeven, waarbij tot 399-427°C voorverwarmde lucht, die een Q-waarde van 0,6 bezit, naar het kanaal 19 wordt gevoerd. Men dient te begrijpen, dat dezelfde referentienummers van toepassing zijn op gelijksoortige onderdelen, zoals in figuur 1 is aangegeven. Zodoende is in figuur 2 te zien, dat door de toevoeging van verbrandingslucht met een temperatuur van 399-427°C, die in het kanaal 19 binnentreedt, de regenerator 12 de temperatuur van deze lucht tot 15 ongeveer 1260°C zal doen toenemen, op welk moment deze verbrandingslucht een Q-waarde van 2,6 zal bezitten. Hieraan kan dan brandstof, die een Q-waarde van 4,4 bezit, worden toegevoegd om de vereiste Q-waarde van 7 bij het binnentreden van de smeltoven of oven te bereiken. De verliezen uit de smeltoven zullen wederom een Q-waarde van 1 bezitten en er zal de uitlaattemperatuur van 1427°C met een Q-waarde van 4 worden bereikt. Er moet echter op gewezen worden, dat, aangezien er aan het benedenzo einde van de ’’checkers” of regeneratoren 12 en 15 voorverwarmde lucht wordt toegevoerd, deze regenera-toren bij elke cyclus een grotere hoeveelheid warmte opslaan en zodoende zal de uitlaattemperatuur voor de uitlaatgassen vanaf de regenerator 15 aan de rechterzijde naar het kanaal 16 een temperatuur in de buurt van de 677°-732°C met een Q-waarde van 2 voor de temperatuur van 732°C bezitten. Aldoende zal de temperatuur van de uitlaatgassen in het kanaal 17 en naar de schoorsteen 18 verhoogd worden naar 25 ongeveer 427°G-649°C. Zodoende is te zien, dat, terwijl het gebruik van voorverwarmde lucht de Q-waarde van de brandstof met 0,1 kan verminderen, en dus resulteert in een brandstofbesparing, de uitlaat-temperaturen en de temperatuur van de uitlaatgassen naar de schoorsteen op een aanzienlijk hoger niveau liggen dan die in de bekende oven, die met omgevingsverbrandingsiucht werkt. Aldus is te zien, dat het voordelig zou zijn, wanneer de energie in de uitlaatgassen, die een temperatuur bezitten van ongeveer 30 427-649°C, benut zou kunnen worden en gebruikt zou kunnen worden om voorverwarmde lucht te verschaffen, en dat er dan een enigszins toegenomen brandstofbesparing zou kunnen zijn in de situatie, die met betrekking tot figuur 1 is uitgelegd.

Onder verwijzing nu naar figuur 3, zou het, zoals gesteld, voordelig zijn om een systeem te verschaffen voor het terugwinnen van de verloren warmte, die via de schoorsteen opstijgt, en door dit te doen de 35 schoorsteentemperatuur tot rond de 232°C-260°C te reduceren. Het is begrijpelijk, dat een schoorsteen-temperatuur lager dan 204-232°C schadelijk zou zijn, omdat het zou resulteren in het in de schoorsteen condenseren van ongewenste bijtende zuren en andere schadelijke reactieproducten, die bij een lagere temperatuur zouden worden geproduceerd. In figuur 3 is een warmtewisselaar 20 weergegeven. De warmtewisselaar is weergegeven, waarbij hij zich in het kanaal 17 bevindt, waardoor hij alle uitlaatgassen 40 van de smeltoven opneemt. De warmtewisselaar is een deel van een Brayton-cyclus, waarbij men dient te begrijpen dat de Brayton-cyclus per definitie een thermodynamische cyclus is, die is samengesteld uit twee adiabatische en twee isobare veranderingen in afwisselende volgorde. Het wordt soms ook "Joules-Cyclus” genoemd. De Brayton-cyclus is blijkbaar van het indirecte type, aangezien de uitlaatgassen, die via de warmtewisselaar en de lucht, die door de uitlaatgassen wordt verwarmd, passeren, niet in direct contact met 45 elkaar komen of er mee worden gemengd; daarom is de warmtewisselaar 20, zoals dit wordt genoemd, een indirecte warmtewisselaar.

De Brayton-cyclus bestaat in zijn eenvoudige vorm uit een compressor, die in figuur 3 met een C is aangegeven, welke door middel van een as 21 op mechanische wijze aan een turbine is gekoppeld, die is aangegeven met T, waarbij de turbine op zijn beurt via de uitvoeras 21 een generator 22 voor het opwekken 50 van eiectrische energie aandrijft. De uitvoer van electrische energie is weergegeven door de pijl, die zich in benedenwaartse richting vanuit generator 22 uitstrekt. De inlaat van de compressor C is via een filter 23 met omgevingslucht verbonden, die met een temperatuur van ongeveer 15,6°C binnentreedt. Deze gefilterde lucht stroomt door naar de compressor, die de lucht comprimeert en tegelijkertijd zijn temperatuur tot ongeveer 177°C zal doen toenemen. Deze zich onder druk bevindende lucht wordt dan door de 55 warmtewisselaar toegevoerd waar hij additionele warmte opneemt teneinde zijn temperatuur te doen stijgen en zal de wisselaar verlaten met een temperatuur van ongeveer 704°C en met een verhoogde druk in de buurt van de 689 kPa. Deze verwarmde samengedrukte lucht zal in de turbine T expanderen en deze 5 192680 aandrijven, welke op zijn beurt de compressor en de generator 22 aandrijft. De uitlaat van de turbine T zal een temperatuur van ongeveer 399°C—427°C bezitten en dit wordt dan bron van voorverwarmde verbrandingslucht, die aan de "checker” 12 aan de linkerzijde wordt toegevoegd, zoals in figuur 3 is weergegeven.

5 Wederom moet er op gewezen worden, dat bij een omkering van de oven de luchtinlaat aan het tegenovergelegen kanaal 16 zal worden gekoppeld en dat de verbrandingspoort en de uitlaatpoort omgekeerd zullen worden. Wederom zal de warmtewisselaar nog dezelfde Q-effecten, zoals eerder met betrekking tot figuur 2 was uitgelegd, ondervinden. Het is echter te zien, dat de temperatuur van de uitlaatgassen, vanaf de regenerator na het passeren door de warmtewisselaar, de temperatuur van de 10 uitlaat tot 232°-260°C heeft doen dalen, en dat het systeem nu niet alleen de voorverwarmde verbrandingslucht heeft geproduceerd, maar dat het eveneens is ontworpen om electrische energie in de buurt van de 198 J/g gesmolten glas te kunnen produceren. Er dient op te worden gewezen, dat alle drie voorbeelden in de figuren 1-3 betrekking hebben op een smeltoven met een productiecapaciteit van 166.015 kg per dag.

Bij dit systeem is de benodigde hoeveelheid brandstof verminderd, aangezien er een Q-waarde van slechts 15 4,4 benodigd is, en er is sprake van een additionele terugverdienste van geproduceerde electrische energie. Eveneens bij dit systeem zal de binnenkomende lucht, die door de compressor, de warmtewisselaar en de turbine wordt gevoerd en dan voorverwarmde verbrandingslucht wordt, veel meer zijn dan vereist is. Aldus is te zien, dat een gedeelte van de uitlaatlucht van de turbine afgevoerd zal moeten worden, en vanwege het feit, dat deze lucht schoon is, kan deze worden gebruikt voor de verwarming van de ruimte in een 20 glasfabriek of voor een ander doel, waarbij lucht met een temperatuur van 399°-427°C bruikbaar zou zijn.

De Brayton-cyclus wordt vanzelfsprekend een onderdeel van de lucht-voorverwarming-terugwinJus, waarbij de uitlaatlucht van de turbine bij 399°-427°C in de inlaat voor verbrandingslucht van de oven wordt geïnjecteerd en dit brengt een Q-waarde van 0,6 terug in de lus. De grotere hoeveelheid lucht, die aan de bovenzijde van de "checker” of regenerator wordt voorverhit, brengt een additionele Q-waarde van 0,1 ten 25 opzichte van het systeem, dat in figuur 1 is beschreven, over in de smeltoven met de overeenkomstige brandstofbesparing van de smeltoven. Het in de bodem van de regenerator toevoeren van lucht met een temperatuur van 399°-427°C doet eveneens de uitlaattemperatuur tot ongeveer 732°C stijgen, en de Q-waarde van de totale uitlaatwarmte van 1,5 naar 2 toenemen. Aangezien de warmtewisselaar nu kan worden ontworpen voor een opname-rendement met een Q van 1,2, terwijl de temperatuur van de 30 schoorsteengassen nog tot 260°C overeenkomend met een Q van 0,8 kan stijgen (met een afvalstroom met een temperatuur van 732°C kan een Brayton-cyclus werkzaam zijn om de uitvoer van de warmtewisselaar in energie om te zetten om bij benadering 198 J/g op te leveren, hetgeen bijna twee keer zoveel is als de uitvoer van de vergelijkbare Rankine-cyclus). Van de Q van 1,03, die door de Brayton-cyclus wordt uitgeworpen, wordt een Q van 0,6 als voorverwarmde lucht in de oven teruggevoerd en wordt een Q van 35 0,3 hopelijk voor andere constructieve toepassingen afgevoerd. De reden, dat een Q van 0,3 moet worden afgevoerd is, dat de massastroom van lucht door de gasturbine normaal gesproken de vereiste hoeveelheid verbrandingslucht voor de oven overschrijdt. De hoeveelheid afvoer zal afhangen van het ontwerp en de werkcondities van de oven en van de afstelling tussen de turbomachinerie en het ovensysteem. Het overschot is een schone heteluchtstroming, die beschikbaar is voor het verwarmen van ruimten of voor 40 andere verwarmingstoepassingen.

In het voorbeeld, dat in figuur 3 is weergegeven, heeft de Brayton-cyclus bijna twee keer de nuttige energie-uitvoer van de Rankine-cyclus, die onder dezelfde ”gastheer-oven-omstandigheden" werkt, omdat de door de Brayton-cyclus uitgeworpen warmte als voorverwarmde lucht in het proces kan worden teruggevoerd. De reden, dat de uitgeworpen warmte van de Rankine-cyclus niet in het proces kan worden 45 teruggevoerd, is, dat de Rankine-cyclus zijn warmte normaal gesproken bij een temperatuur van minder dan 93°C zou uitwerpen. Het blijkt onpraktisch te zijn om te proberen om warmte van zo lage temperatuur terug in de oven te voeren. Opgemerkt dient te worden, dat in de Brayton-cyclus, wanneer we een Q van 0,6 als voorverwarmde lucht terug in de regeneratoren voeren, slechts een Q van ongeveer 0,1 ten goede komt aan brandstofbesparing voor de oven, terwijl een Q van 0,5 bij een hoge temperatuur terug uit de oven 50 komt, welke gereed is om weer door de conversie-cyclus te worden gevoerd.

Indien men naar het energiestromingsdiagram voor het Brayton-cyclus energieterugwinningssysteem kijkt, zoals in figuur 3 is weergegeven, vallen twee dingen op. In de eerste plaats zou men de schone lucht met een temperatuur van 399°-427°C, die als afvalwarmte is weergegeven, als een hulpwarmtestroming terug willen hebben in het algehele glasproces. Ingeval kan het worden benut, zou enige aanvullende 55 investering zijn vereist om het in arbeid om te zetten. In de tweede plaats, en het meest belangrijk is, dat de 0,198 kJ/g, die wordt verkregen als nuttige energie, een waarde bezit van ruwweg drie keer deze energie als invoerwarmte. Indien we de omgezette invoerenergie met 3 vermenigvuldigen en er de waarde 3,02 kJ/g 192680 6 van de in de oven teruggevoerde warmte-energie aan toevoegen, dan is deze som te vergelijken met de 4,65 kJ/g, die naar het warmteterugwinningssysteem 15 wordt gevoerd. De factor 3 vertegenwoordigt de omzetting die nodig is om electrische energie om te rekenen naar warmte-energie, wanneer electrische energie uit fossiele brandstof geproduceerd wordt in een typische electriciteitscentrale met een rendement in 5 het 30+%-bereik. Daarom werkt de regenerator-Brayton-cyclus combinatie als een 77,8% efficiënt energie-terugwinningssysteem. Indien we het systeem van figuur 1 bekijken, is het rendement van warmte-terugwinning voor de regenerator alleen, zoals is bepaald door het vergelijken van de warmte, die vanaf het warmteterugwinningssysteem naar de smeltoven wordt teruggevoerd, met de warmte, die aan het warmteterugwinningssysteem 15 wordt toegevoerd, (2,5/4) x 100 of 62,5%. Hoe meer warmte naar de Brayton-10 cyclus wordt toegevoerd, des te hoger wordt het rendement van het gecombineerde terugwinningssysteem. Daarom zou men zoveel mogelijk van de lucht-voorverwarmingsbelasting op de Brayton-cyclus willen leggen en zo weinig mogelijk op de regen eratoren. Met andere woorden, men zou graag alle uitlaatwarmte van de smeltoven door de gasturbine willen voeren. Helaas verhinderen de temperatuurbegrenzingen van warmtewisselaars en van turbinebladen het uitvoeren van een dergelijk plan. Het is echter aangetoond, dat 15 een grotere hoeveelheid warmte-uitvoer van de warmtewisselaar, zoals het opvoeren van zijn temperatuur, de uitvoer van de turbine zal doen toenemen, aangezien de lucht van hogere temperatuur met een hoger warmtegehalte wordt geëxpandeerd en op zijn beurt de uitvoer van de generator doet toenemen.

De aanvrager heeft echter gevonden, dat, teneinde de werking van de Brayton-cyclusturbine efficiënter te maken en meer terug te laten verdienen, de turbine bij een hogere inlaattemperatuur van ongeveer 788°C 20 zou moeten werken. Deze temperatuurstoename van de invoer naar de turbine kan worden verkregen door gebruik te maken van een brander, waarvan de verbrandingslucht kan worden verkregen van een gedeelte van de voorverwarmde lucht bij de verhoogde temperatuur van 399°-427°C, waardoor de uitgaven en kosten van deze verbrandingsverhitting, die plaatsvindt in een brander B (figuur 4), die op het uitlaatkanaal juist voor de warmtewisselaar afvoert, worden gereduceerd. Deze aanvullende functie, die als een deel van 25 de onderhavige uitvinding wordt beschouwd, is in figuur 4 weergegeven en wordt in de volgende beschrijving in detail uitgelegd.

Met het voorgaande in gedachten, en onder verwijzing naar in het bijzonder figuur 4, is daar een oven weergegeven, die in hoofdzaak op dezelfde manier werkt, als in figuur 3 is weergegeven. Alle elementen zijn in hoofdzaak gelijk aan die van de inrichting van figuur 3, met uitzondering van de toevoeging van een 30 ruimteverhitter of regelbrander 24. De brander 24 zal de temperatuur van de uitlaat van de regenerator aan de rechterzijde doen toenemen en het vanaf de temperatuur van 732°C naar ongeveer 871 °C bij de ingang naar de warmtewisselaar 20 doen toenemen. De brander 24 wordt voorzien van een gedeelte van de voorverwarmde verbrandingslucht met een temperatuur van 399°-427°C, die van de turbine T komt. Zodoende wordt de ruimteverhitter of regelbrander van voorverwarmde verbrandingslucht voorzien om nog 35 meer op de werking van de ruimteverhitter te besparen. Het resterende gedeelte van de uitlaatlucht van de turbine T wordt weer naar de ’’checker” of regenerator 12 aan de linkerzijde toegevoerd. Het is te zien, dat in deze situatie de hoeveelheid afgevoerde lucht dan minder kan zijn, hetgeen afhankelijk is van de hoeveelheid voorverwarmde lucht, die wordt gebruikt om de brander 24 te doen werken. Indien de invoer naar de warmtewisselaar bij een verhoogde temperatuur van 871 °C plaatsvindt, zal de lucht met een 40 temperatuur van 177°C, die vanaf de compressor C komt en in de warmtewisselaar 20 binnentreedt, met een temperatuur van ongeveer 788°C uittreden. Deze lucht met een temperatuur van 788°C van de warmtewisselaar 20 zal een druk bezitten van ongeveer 689 kPa en zal in de turbine T expanderen om de turbine en de compressor, evenals de generator 22 aan te drijven, waarbij de uitvoer van de generator ongeveer 484 J/g gesmolten glas bedraagt. Aldus is te zien, dat, wanneer de glassmeltoven een capaciteit 45 bezit van 181.437 kg per dag, de totale uitvoer 87,8 GJ per daguitvoer zou zijn.

De regelbrander 24, die is aangebracht om verwarmde lucht aan het uitvoerkanaal toe te voegen, zoals in figuur 4 is weergegeven, verschaft een inrichting, waar de verbrandingsproducten in de warmtewisselaar 20 zullen passeren en op indirecte wijze de inlaatlucht naar de turbine zullen verwarmen. Het rendement van de uitvoeringswijze van figuur 4 als een energieterugwinningssysteem, zoals bepaald door het 50 vergelijken van de som van de warmte, die naar de smeltoven wordt teruggevoerd, en drie keer de opgewekte hoeveelheid electrische energie met de som van de warmte, die naar het warmteterugwinningssysteem en de regelbrandstof wordt toegevoerd, bedraagt 83,1%.

Onder verwijzing nu naar figuur 5 zal de uitvinding worden beschreven als zijnde toegepast op een groot formaat regenererende glassmeltoven van het type, waarbij de regeneratoren in primaire en secundaire 55 regeneratoren zijn verdeeld. Bij deze uitvoeringswijze wordt een smeltoven 26 door een zijpoort 27 met verbrandingslucht en brandstof gevoed, waarbij de uitlaat via een tegenovergelegen poort 28 geschiedt, welke naar een primaire regenerator 29 aan de rechterzijde voert. Een secundaire regenerator 30, die in de 7 192680 praktijk over het algemeen beneden de bodem van de primaire regenerator is gepositioneerd en er volledig mee in verbinding staat, zou normaal gesproken de hete uitlaatgassen van de primaire regenerator 29 opnemen en ze naar de uitlaatschoorsteen voeren, nadat er zoveel mogelijk warmte aan is onttrokken, zonder de uitlaat tot beneden de 232°-260°C af te koelen. Bij deze uitvoeringswerkwijze van de onderha-5 vige uitvinding wordt een aanzienlijk gedeelte van de uitlaatgassen bij het punt van samenkomst van de primaire en de secundaire regenerator onttrokken door het kanaal 31 via de klep 32 naar een verzamelbuis 33, die naar een warmtewisselaar 34 leidt.

De verzamelbuis 33 voert de warmtebronstroming naar de indirecte warmtewisselaar van het Brayton-cyclus-energieterugwinningssysteem en bezit een regelbrander of ruimtebrander 35, die er aan verbonden 10 is. De ruimtebrander 35 wordt gebruikt om de temperatuur van de uitlaatgassen tot ongeveer 871 °C te doen toenemen. De verzamelbuis 33 sluit aan op het primaire traject door de warmtewisselaar 34. De uitlaat van dit traject in de warmtewisselaar loopt door een klep in een leiding 36 en verbindt zich bij een T-stuk met de inlaat in de richting van een ventilator 37 met meerdere snelheden, die naar de schoorsteen afvoert. Die gedeelten van de uitlaatgassen van de primaire regenerator 29, die in de secundaire regenerator 30 komen, 15 passeren via een omkeerklep 38 en dan door een klep in een leiding 39, die eveneens met de schoorsteentrek-ventilator 37 is verbonden.

Lucht uit de omgeving, met een temperatuur van ongeveer 15,6°C treedt via een inlaatbuis 40 binnen in een compressor C. Hoewel de compressor C in de tekeningen op schematische wijze als een enkeltraps-compressor is weergegeven, dient men in gedachte te houden, dat de compressor er in feite een is, die uit 20 meerdere trappen bestaat teneinde het rendement te maximaliseren, terwijl hij de vereiste hoge compressie-verhouding verschaft. De trappen van de compressor zullen tussen de trappen van koeling zijn voorzien, teneinde de arbeid, die in de tweede trap is vereist, te reduceren. Aldus redenerende kan de turbine van het meertrapstype zijn om het rendement te maximaliseren. De uitvoer van de compressor C gaat via een leiding 41, die zich tot het secundaire traject in de warmtewisselaar 34 uitstrekt, en komt daaruit vandaan 25 met een temperatuur van ongeveer 788°C en onder een druk van 689 kPa. Deze uitvoer van de warmtewisselaar 34 gaat via een doorvoer 42, die in verbinding staat met de inlaat van een turbine T. De uitlaat van de turbine T gaat via een buis 43, die door een meet- en regelinrichting 44 loopt, die de lucht zal opmeten en de stroming door de andere zijde van de omkeerklep 38 zal regelen. De stroming door de klep 38 zal door de secundaire warmteterugwinningsregenerator 45 en van hieruit in de primaire regenerator 46 aan de 30 linkerzijde gaan. De lucht, die door de leiding 43 uit de turbine T komt, zal een temperatuur bezitten van ongeveer 399-427°C en alle lucht, die de turbine T verlaat en meer is dan dat, wat voor de verbranding benodigd is, kan via een aftakpijp 47 worden afgevoerd. Zoals hiervoor is uitgelegd, kan deze afvoer worden gebruikt als een hetelucht-ruimteverwarmingsbron, aangezien de lucht schoon is en als schone hete lucht met een temperatuur van 399°-427°C kan worden benut.

35 Een tweede meet- en regelinrichting 48, die in samenwerking met de regeling 44 werkzaam is, dient voor de hoeveelheidsbepaling van omgevingslucht, die aan de verbrandingslucht-voorverhittingszijde van de smeltoven naar de regeneratoren wordt toegevoerd. Zoals in figuur 5 is weergegeven, zouden dit de primaire regenerator 46 en secundaire regenerator 45 zijn, die de verbrandingslucht tot boven het niveau van 399°-427°C voorverhitten. De temperatuur van de lucht aan het boveneinde van de primaire regenerate tor 46 zal ongeveer 1260°C bedragen, waarbij de uitlaatzijde 28 van de smeltoven 26 een temperatuur van ongeveer 1427°C bezit. De temperatuur van het gas, dat uit de rechter primaire regenerator 29 komt, zal ongeveer 760°C bedragen en, zoals hiervoor is uitgelegd, zal de temperatuur van het gas, dat uit de brander komt, en van het uitlaatgas, dat de warmtewisselaar 34 zal binnentreden, ongeveer 871 °C bedragen. De temperatuur van de uitlaat naar de schoorsteen zal in het gebied tussen de 232°C en 260°C 45 liggen en het uitlaatgas van de turbine zal, zoals hiervoor is uitgelegd, een temperatuur van 399-427°C bezitten, en zoals in de voorgaande voorbeelden drijft de turbine zowel de compressor C als een generator 48 aan. De bijzondere oven, die in figuur 5 is weergegeven, is een tegenwoordige oven van tamelijk groot formaat, die aan elke zijde zowel primaire als secundaire warmteterugwinningskamers en op zodanige wijze een distributieruimte tussen deze twee bezit, dat verwarmd uitlaatgas kan worden onttrokken en in het 50 warmtewisselaarsysteem van de positieve druk Brayton-cyclus kan worden gebruikt om voorverwarmde lucht te produceren en electriciteit op te wekken.

Een bijzonder voordeel van deze uitvoeringswijze is, dat het voor de oven niet uitmaakt of de Brayton-cyclus nu wel of niet werkzaam is. In het laatste geval passeert al het uitlaatgas door de secundaire regenerator. In beide gevallen kan de belading van de oven worden gehandhaafd, zonder dat dit extra 55 brandstof kost. Verder maakt een oven, die reeds van secundaire generatoren is voorzien, een echt ’’retrofit”-vermogen voor het Brayton-cyclussysteem mogelijk. Dat wil zeggen, dat de Brayton-cyclus toegevoegd kan worden, zonder dat het ovensysteem in belangrijke mate moet worden gewijzigd.

192680 ο

Onder verwijzing nu naar figuur 6 is daar de uitlaatgastemperatuur van de primaire regenerator uitgezet tegen het onttrekkingstempo van volume uitlaatgas van de primaire regenerator, die voor de Brayton-cyclus voor de oven van figuur 5 is onttrokken. De verzameling krommes, die met 37,8°C, 232°C, 316°C en 399°C zijn aangegeven, corresponderen met de luchttemperatuur bij de inlaat naar de secundaire regenerator.

5 Zodoende is uitlaatgas met een temperatuur van 691 °C beschikbaar bij een luchtinlaattemperatuur van 37,8°C bij het opstarten van de Brayton-cyclus van figuur 5, aangezien nog niets van het uitlaatgas is onttrokken. De 37,8°C kromme buigt bij een toename van het aan de afvalgassen vein de primaire regenerator 29 onttrokken gasvolume in benedenwaartse richting. Bij een onveranderlijke situatie zal de luchtuitlaat van het Brayton-cyclus terugwinsysteem in het gebied tussen 399°C tot 427°C liggen, hetgeen 10 de temperatuur van de uitlaatlucht van de turbine weergeeft. Deze lucht met een temperatuur van 399°—427°C wordt in de secundaire regenerator 45 van de aan de tegenovergestelde zijde gelegen regenerator toegevoerd en vervolgens door de primaire regenerator 46 om de voorverhitte verbrandingslucht te verkrijgen. Maar, zoals het diagram met de lijn ”a” weergeeft, wanneer het systeem wordt opgestart en de onttrekking groter is dan ”0”, doen de overgangseffecten van het toenemen van de secundaire 15 luchtinlaattemperatuur als gevolg van de turbine-uitlaattemperatuur de balans ongeveer uitslaan in de richting van een neiging tot afname van de primaire uitlaattemperatuur, wanneer de onttrekking wordt vergroot, waardoor het punt ”b” bij een onttrekkingstempo van 4,72.10® cm3/sec wordt bereikt. Bij dit overgangspunt zal het systeem een electrisch vermogen van 460 kW produceren.

De oven van het diagram volgens figuur 6 is zo ontworpen, dat hij werkt met een productiecapaciteit van 20 308.443 kg gesmolten glas per dag met 25% glasafval en waarbij de buitenluchttemperatuur 15,6°C

bedraagt, en zijn regeneratoren zullen zich bij zijn normale werking omkeren en bij iedere omkering zal de temperatuur van het uitlaatgas van de primaire regenerator en van de inlaatlucht (van de turbine-uitlaat) toenemen, totdat een stabiele optimale toestand is bereikt bij punt ”c", waar de temperatuur van het uitlaatgas ongeveer 760°C bedraagt en de beschikbare warmte zal resulteren in een Brayton-cyclus 25 energieterugwinningssysteem, dat een electrisch vermogen van 625kW produceert.

Men heeft echter gevonden, dat een toename van het onttrekkingsvolume tot 5,51.10® cm3/sec in feite resulteerde in een reductie van de uitvoer tot 620 kW, punt ”d”. Ook wanneer het onttrekkingsvolume tot 3,93.10® cm3/sec zou worden verminderd, zou het rendement terugvallen tot het punt, waar de uitvoer 425 kW zou bedragen, punt ”e”. Zodoende was de 4,72.10® cm3/sec het optimale onttrekkingsvolume voor dit 30 ovenontwerp- en werkniveau, en resulteerde het in de stabiele toestand-uitvoer van het systeem, dat in figuur 5 is weergegeven, en dat zonder regelbranderwerking 625 kW bedroeg.

De regelbrander werd vervolgens in het model ingebracht alsof hij werd gestookt op een niveau van 0,59 MJ/sec en de toegenomen temperatuur van de verwarmde uitlaat resulteert in een uitvoer van 900 kW, punt ”f”. Zodoende resulteerde de warmte-invoer van 0,59 MJ/sec in een toegenomen vermogensuitvoer van 275 35 kW. De effectieve warmteverhouding voor de regelbrander was daarom 2,13. Het rendement volgens de eerste wet der thermodynamica van deze regelbrander is op 47% bepaald, hetgeen aanzienlijk hoger is dan het rendement van de conventionele energieopwekkingscentrales, die op hun best 35% leveren.

Zo is te zien, dat de werking van de regelbrander om de uitlaattemperatuur te doen toenemen, hetgeen eveneens het benodigde verstoken van brandstof in lichte mate kan reduceren, resulteert in een toename 40 van vermogensuitvoer, waarbij de stapsgewijze toename van de vermogensuitvoer bij een warmteverhouding plaatsvindt, die boven die van conventionele energiecentrales ligt.

De regelbrander kan deze extra warmte aan de grenzen van de materialen, waaruit de warmtewisselaar en de turbine zijn opgebouwd, toevoegen.

Het systeem van de uitvinding maakt gebruik van een hoog rendement gasturbine-compressor-45 combinatie, ontworpen voor een compressorrendement van meer dan 80% en een turbinerendement van meer dan 85% bij een turbine-inlaat-drukverhouding van meer dan 4 op 1. Verder dient de temperatuur van de turbine-inlaat meer dan 704°C te bedragen en de luchtstroming door de compressorsectie overschrijdt de 4,5 kg/sec, waarbij een belangrijk gedeelte van de turbine-uitlaat wordt gebruikt als voorverwarmde verbrandingslucht.

50 In het systeem van de uitvinding is het, wanneer de turbine en compressor van de Brayton-cyclus worden besproken, in termen van verwijzing naar een "hoog rendement gasturbine” ontworpen voor en werkzaam onder omstandigheden, waarbij het netto compressorrendement meer dan 80% bedraagt en het netto turbinerendement meer dan 85% bedraagt bij een turbine-inlaat-drukverhouding, die groter is dan 4 op 1.

Claims (3)

1. Werkwijze voor het bedrijven van een glassmeltoven met terugwinning van een gedeelte van de warmte die door de smeltoven wordt uitgelaten, met een cyclus die de stappen omvat van het voeren van inlaatlucht 5 door een regenerator om de temperatuur van de lucht tot T3 te doen toenemen, het stoken van de smeltoven, het vanaf de smeltoven door een andere regenerator voeren van de uitlaatgassen om de warmte daarin op te slaan, en het omkeren van de cyclus door het met regelmatige tussenpozen omkeren van de gasstroomrichting, welke werkwijze verder de stappen omvat van het door een primair traject van een indirecte warmtewisselaar laten stromen van de uitlaatgassen met een temperatuur T4, het bij een 10 temperatuur T5 vanaf de warmtewisselaar naar een uitlaatschoorsteen voeren van afgewerkte gassen, het met een compressor samendrukken van schone omgevingslucht, het door een secundair traject van de warmtewisselaar voeren van de samengedrukte lucht om de temperatuur van de samengedrukte lucht tot T1 te verhogen, het laten expanderen van de verwarmde samengedrukte lucht in een turbine, die aan een compressor en aan een electrische generator is gekoppeld, het bij een temperatuur T2 en onder atmosferi-15 sche druk uit de turbine aflaten van de schone lucht, het in de regenerator voeren van de uitlaatlucht van de turbine om deze voorverwarmde schone lucht als inlaatlucht voor het stoken van de smeltoven te gebruiken, waarbij een gedeelte van de afvalwarmte van de uitlaatgassen in de vorm van electrische energie wordt teruggewonnen, met het kenmerk, dat door het gebruik van een supplementaire brander (24, 35) voor het toevoeren van additionele warmte de temperatuur T4 van de uitlaatgassen, die ongeveer 732°C is, tot 20 ongeveer 871 °C wordt verhoogd voordat de uitlaatgassen het primaire traject van de warmtewisselaar (20) binnentreden, dat de afgewerkte gassen over het primaire traject van de warmtewisselaar (20) tot een temperatuur T5 dalen in het gebied van 232°C tot 260°C, dat de omgevingslucht tot ongeveer 689 kPa wordt samengedrukt en bij een temperatuur Tn van ongeveer 788°C het secundaire traject van de warmtewisselaar verlaat, dat de temperatuur T2 van de schone lucht na het aflaten uit de turbine groter is 25 dan of gelijk aan 399°C, dat een gedeelte van deze voorverwarmde lucht door de supplementaire brander (24) gebruikt wordt, en dat de regenerator (12, 15, 29, 30, 45, 46) de temperatuur T3 van deze inlaatlucht tot ongeveer 1260X doet toenemen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de supplementaire brander (24, 35) voor het toevoeren van additionele warmte een regelbrander is, met een afzonderlijke brandstoftoevoer en die 30 voorverwarmde uitlaatlucht van de turbine gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, verder gekenmerkt door het uit de turbine-uitlaat afvoeren van een gedeelte van de voorverwarmde lucht. Hierbij 6 bladen tekening