从可变温度热源产生动力的方法、设备和热力循环与流程

文档序号:22323158发布日期:2020-09-23 02:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种从可变温度热源产生动力的级联方法,其包括:

根据主有机超临界朗肯循环,使选自全氟化化合物的主工作流体在主回路(2)中循环,其中所述主工作流体被加热和蒸发、在从属于发电机(11)或机械用户的主膨胀器(5)中膨胀、冷却、冷凝并再次加热和蒸发;

在锅炉(4)中将可变温度热源(9)操作地联接到主回路(2)的主工作流体,以执行主工作流体的所述加热和蒸发;

根据辅助朗肯循环,使辅助工作流体在辅助回路(3)中循环,其中所述辅助工作流体被加热和蒸发、在从属于辅助发电机(11;13)或辅助机械用户的辅助膨胀器(12)中膨胀、冷却、冷凝并再次加热和蒸发;

将主朗肯循环的膨胀的主工作流体热联接到辅助朗肯循环的辅助工作流体,以便冷却主工作流体,并且在辅助工作流体在辅助膨胀器(12)中膨胀之前,通过从所述主朗肯循环到所述辅助朗肯循环的热传递来加热和蒸发所述辅助工作流体。

2.根据权利要求1所述的方法,其中主工作流体在主换热器(6)中被预热。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中主工作流体和辅助工作流体是相同的流体,并且辅助回路(3)是主回路(2)的分支;其中在位于主膨胀器(5)下游和辅助膨胀器(12)上游的第二换热器(19)中进行主工作流体与辅助工作流体的热联接。

4.根据权利要求3所述的方法,其中辅助工作流体在主膨胀器(5)和辅助膨胀器(12)的上游与主工作流体分离,并且在主膨胀器(5)和辅助膨胀器(12)的下游重新连接辅助工作流体和主工作流体。

5.根据从属于权利要求2的权利要求3或4所述的方法,其中辅助工作流体在主换热器(6)中重新连接主工作流体。

6.根据权利要求1或2所述的方法,其中主工作流体和辅助工作流体是流体地分离的;其中设备(1)包括热交换器(17);其中主工作流体和辅助工作流体在热交换器(17)中热联接。

7.根据权利要求6所述的方法,其中辅助工作流体不同于主工作流体。

8.根据权利要求7的方法,其中辅助工作流体是有机流体,优选地选自:环戊烷、异戊烷、异己烷、己烷、戊烷、r245fa、r1234yf。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中选自全氟化化合物的主工作流体包括:全氟-2-甲基戊烷/全氟正己烷(flutectmpp1)、全氟甲基环己烷(pp2)、全氟-1,3-二甲基环己烷(pp3)、六氟苯。

10.一种用于从可变温度热源产生动力的级联设备,其包括:

主回路(2),该主回路包括:

锅炉(4),该锅炉操作地联接到可变温度热源(9);

主膨胀器(5);

主换热器(6);

主冷凝器(7);

主泵(8);

主管道,该主管道将锅炉(4)、主膨胀器(5)、主换热器(6)、主冷凝器(7)和主泵(8)彼此连接;

主工作流体,该主工作流体选自全氟化化合物并在主回路(2)中流动,以实现超临界有机朗肯循环;

至少一个辅助回路(3),所述至少一个辅助回路热联接到主回路(2)并包括辅助膨胀器(12);其中辅助工作流体在与离开主膨胀器(5)的主工作流体进行热交换之后进入辅助膨胀器(12)。

11.根据权利要求10所述的设备,其中辅助回路(3)是主回路(2)的分支,并且辅助工作流体是所述主工作流体;其中所述设备(1)还包括第二换热器(19),该第二换热器位于主回路(2)上且位于主膨胀器(5)的下游,并放置在辅助回路(3)上且位于辅助膨胀器(12)的上游;主工作流体和辅助工作流体之间在第二换热器(19)中进行热交换。

12.根据权利要求11所述的设备,其中辅助回路(3)在位于主换热器(6)和锅炉(4)之间的点(18)处从主回路(2)分支,并且在主换热器(6)中重新连接主回路(2)。

13.根据权利要求11或12所述的设备,其中主膨胀器(5)和辅助膨胀器(12)结合在单个径向流出涡轮(100)中,该径向流出涡轮包括设置有前表面(103)和后表面(104)的单个转子盘(102);其中叶片(105)的环形阵列同心地布置在前表面(103)上,以限定用于工作流体的第一径向路径,并且叶片(105)的环形阵列同心地布置在后表面(104)上,以限定用于工作流体的第二径向路径;其中主膨胀器(5)由第一径向路径限定,辅助膨胀器(12)由第二径向路径限定。

14.根据权利要求10所述的设备,其中辅助回路(3)与主回路(2)流体地分离;其中所述设备(1)包括热交换器(17);其中主回路(2)和辅助回路(3)在热交换器(17)中热联接。

15.根据权利要求14所述的设备,其中辅助回路(3)包括:

辅助换热器(14);

辅助冷凝器(15);

辅助泵(16);

将辅助膨胀器(12)、辅助换热器(14)、辅助冷凝器(15)和辅助泵(16)相互连接的辅助管道;

其中热交换器(17)放置在主膨胀器(5)和主换热器(6)之间的主回路(2)上,并且放置在辅助换热器(14)和辅助膨胀器(12)之间的辅助回路(3)上。

16.一种用于从可变温度热源产生动力的级联热力循环,其包括:

超临界主朗肯循环,其具有选自全氟化化合物的有机主工作流体;其中主朗肯循环从可变温度热源接收热量;

辅助朗肯循环,其具有辅助工作流体;其中辅助循环热联接到主循环,以在主工作流体膨胀之后且在辅助工作流体膨胀之前从所述主循环接收热量;

其中在主循环中:

在紧接主膨胀之前的主工作流体的降低的温度在1.1至1.7之间;

其中在紧接主膨胀之前的主工作流体的降低的压力在1至2.5之间;

其中主工作流体的降低的冷凝温度在0.6至0.9之间;

其中主工作流体的降低的冷凝压力在0.005至0.3之间。

17.根据权利要求16所述的循环,其中在辅助循环中:

在紧接辅助膨胀之前的辅助工作流体的降低的温度在0.8至1.2之间;

其中在紧接辅助膨胀之前的辅助工作流体的降低的压力在0.3至1.2之间;

其中辅助工作流体的降低的冷凝温度在0.5至0.75之间;

其中辅助工作流体的降低的冷凝压力在0.001至0.1之间。

18.根据权利要求16或17所述的循环,其中在主循环中:

在紧接主膨胀之前的主工作流体的温度在250℃至400℃之间;

其中在紧接主膨胀之前的主工作流体的压力在25巴至50巴之间;

其中主工作流体的冷凝温度在10℃至50℃之间;

其中主工作流体的冷凝压力在0.1巴和1巴之间。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的循环,其中在辅助循环中:

在紧接辅助膨胀之前的辅助工作流体的温度在150℃至300℃之间;

其中在紧接辅助膨胀之前的辅助工作流体的压力在20巴至50巴之间;

辅助工作流体的冷凝温度在10℃至50℃之间;

其中辅助工作流体的冷凝压力在0.1巴至2巴之间。


技术总结
本发明涉及由可变温度热源产生动力的级联方法,包括:根据超临界有机朗肯循环,使选自全氟化合物(如全氟‑2‑甲基戊烷/全氟正己烷)的主工作流体在主回路(2)中循环,在锅炉(4)中将可变温度热源(9)与主回路(2)的主工作流体操作地联接,以加热和蒸发主工作流体;根据辅助朗肯循环使辅助工作流体在辅助回路(3)中循环;将主朗肯循环的膨胀的主工作流体与辅助朗肯循环的辅助工作流体级联地热联接,以便冷却主工作流体,并且在辅助工作流体在辅助膨胀器(12)中膨胀之前,通过从主朗肯循环到辅助朗肯循环的热传递来加热和蒸发辅助工作流体。

技术研发人员:C·斯帕达奇尼
受保护的技术使用者:艾赛杰国际有限公司
技术研发日:2018.12.18
技术公布日:2020.09.22
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1