BR112012011468B1 - Sistema de recuperação de calor residual e método recuperação de calor residual - Google Patents
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Abstract
sistema de recuperação de calor residual e método. as realizações reveladas neste documento se referem geralmente ao campo de sistemas de ciclo de calor para recuperar calor residual (10), e mais particularmente, a um sistema de ciclo de calor de circuito fechado que tem um ciclo brayton (12) superior e um ciclo rankine (14) inferior para recuperar calor residual, e método para o mesmo. o sistema compreende um sistema de ciclo brayton (12) que compreendendo um aquecedor (16) configurado para circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente para aquecer o vapor de dióxido de carbono, uma primeira turbina (18) acoplada ao aquecedor (16) e configurada para expandir o vapor de dióxido de carbono, um refrigerador (20) e um compressor (22) configurado para comprimir o vapor de dióxido de carbono alimentado através do refrigerador (20) e um sistema de ciclo rankine (14) acoplado ao sistema de ciclo brayton (12), em que o sistema de ciclo rankine (14) compreende um primeiro trocador de calor (28), um segundo trocador de calor (30), e um terceiro trocador de calor (32), em que o vapor de dióxido de carbono da primeira turbina (18) é circulado em relação de troca de calor com um fluido de trabalho vaporizado sequencialmente através do primeiro trocador de calor (28), do segundo trocador de calor (30), e do terceiro trocador de calor (32) para aquecer o fluido de trabalho em que um refrigerador (20) é configurado para refrigerar o vapor de dióxido de carbono alimentado através do primeiro trocador de calor (28), do segundo trocador de calor (30),e do terceiro trocador de calor (32), um quarto trocador de calor (34) configurado para circular o fluido de trabalho vaporizado em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono alimentado a partir do compressor (22) para aquecer o fluido de trabalho; uma segunda turbina (36) configurada para expandir o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do quarto trocador de calor (34) através do primeiro trocador de calor (28) e um condensador (38) configurado para condensar o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir da segunda turbina (36) através do terceiro trocador de calor (32).
Description
[001] A presente invenção se refere de modo geral ao campo de sistemas de ciclo de calor para recuperar calor residual, e mais particularmente, a um sistema de ciclo de calor de circuito fechado que tem um ciclo Brayton superior e um ciclo Rankine inferior para recuperar calor residual, e método para o mesmo.
[002] Enormes quantidades de calor residual são geradas por uma ampla variedade de processos e operações industriais e comerciais. Exemplos de fontes de calor residual incluem calor conjuntos de aquecimento de ambientes, caldeiras, motores, e sistemas de refrigeração. O termo "calor residual" abrange qualquer fornecimento de calor residual desprendido por um processo primário que não é convencionalmente explorado como uma fonte de energia.
[003] Alguns sistemas de geração de energia fornecem melhor segurança e operação fora da rede com combustíveis alternativos tais como biogás ou gases de aterro, com exemplos sendo turbinas a gás e motores a combustão tais como microturbinas e motores alternativos. Motores a combustão podem ser gerados para gerar eletricidade usando combustíveis tais como gasolina, gás natural, biogás, óleo vegetal, e diesel combustível. Entretanto, podem ser emitidos poluentes atmosféricos tais como óxidos de nitrogênio e partículas.
[004] Um método para gerar eletricidade a partir do calor residual de um motor a combustão sem aumentar emissões é aplicar a ciclo de vapor de Rankine inferior. Um ciclo de Rankine tipicamente inclui um turbogerador, um evaporador/caldeira, um condensador, e uma bomba de líquido. Entretanto, ciclos de vapor de Rankine baseados em água não são atrativos nas regiões de calor residual de baixa temperatura mencionados acima devido ao alto custo e baixa eficiência. A performance de um ciclo orgânico de Rankine (ORC - Organic Rankine Cycle) é limitada por restrições do fluido de trabalho circulado dentro do ORC. Vapor usado como um fluido de trabalho pode ser ótimo apenas para um intervalo específico de temperaturas e pressões de ciclo. Este ciclo de vapor de Rankine inferior requer condensação à pressão relativamente baixa, que implica em grandes turbinas de baixa pressão e volumes de condensador. Consequentemente a instalação de sistema de ciclo de vapor de Rankine inferior convencional é desproporcionalmente volumosa, e complexa considerando o produto relativamente pequeno derivado do calor residual de baixa temperatura. A baixa pressão da condensação do vapor introduz outras complexidades, tais como a necessidade de unidades de desaeração especiais para remover ar atmosférico que vaza de fora para dentro dos recipientes de pressão subatmosférica.
[005] Deve ser desejável ter um sistema e método simples que recupere calor residual efetivamente e não seja limitado por restrições de um vapor de fluido de trabalho circulado dentro de um sistema de ciclo Rankine.
[006] De acordo com uma realização da presente invenção, é revelado um sistema de recuperação de calor residual. O sistema de recuperação de calor residual que inclui um sistema de ciclo Brayton que tem um aquecedor configurado para circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente para aquecer o vapor de dióxido de carbono. Um sistema de ciclo Rankine é acoplado ao sistema de ciclo Brayton e configurado para circular um fluido de trabalho em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono para aquecer o fluido de trabalho.
[007] De acordo com outra realização da presente invenção, é revelado um método para operar o sistema de recuperação de calor residual.
[008] De acordo com uma realização da presente invenção, é revelado um sistema de recuperação de calor residual. O sistema de recuperação de calor residual que inclui um sistema de ciclo Brayton que tem um aquecedor configurado para circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente de uma fonte de calor para aquecer vapor de dióxido de carbono. Um sistema de ciclo Rankine é acoplado ao sistema de ciclo Brayton e configurado para circular um fluido de trabalho em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono e o fluido quente para aquecer o fluido de trabalho.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[009] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão melhor entendidas quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência às figuras em anexo nas quais caracteres semelhantes representam peças semelhantes por todos os desenhos, em que:- A figura 1 é uma representação diagramática de um sistema de recuperação de calor residual que tem um sistema de ciclo Brayton e um sistema de ciclo Rankine de acordo com uma realização da presente invenção;- A figura2 é um fluxograma que ilustra etapas envolvidas no método de operação do sistema de recuperação de calor residual de acordo com uma realização da presente invenção; e- A figura 3 é uma representação diagramática de um sistema de recuperação de calor residual que tem um sistema de ciclo Brayton e um sistema de ciclo Rankine de acordo com uma realização da presente invenção.
[0010] De acordo com a realização discutida neste documento, um sistema de recuperação de calor residual é revelado. O sistema que inclui um sistema de ciclo Brayton (ciclo superior) que tem um aquecedor configurado para circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente para aquecer vapor de dióxido de carbono. Um sistema de ciclo Rankine (ciclo inferior) é acoplado ao sistema de ciclo Brayton e configurado para circular um fluido de trabalho em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono para aquecer o fluido de trabalho. De acordo com a realização da presente invenção, o sistema de recuperação de calor residual é integrado com fontes de calor para permitir uma recuperação de calor residual de alta eficiência para geração de eletricidade. As fontes de calor podem incluir fontes de calor de motores a combustão, turbinas a gás, geotérmicas, térmicas solares, industriais e residenciais, e assim por diante.
[0011] Com referência a figura 1, um sistema de recuperação de calor residual 10 é ilustrado de acordo com uma realização da presente invenção. O sistema 10 que inclui um sistema de ciclo Brayton (ciclo superior) 12 acoplado a um sistema de ciclo Rankine (ciclo inferior) 14. Na realização ilustrada, o sistema de ciclo Brayton 12 que inclui um aquecedor 16, uma primeira turbina 18, um refrigerador 20, e um compressor 22. Vapor de dióxido de carbono é circulado através do sistema de ciclo Brayton 12.
[0012] O aquecedor 16 é acoplado a uma fonte de calor 24, por exemplo, uma unidade de escapamento de um sistema de geração de calor (por exemplo, um motor). O aquecedor 16 recebe calor de um fluido quente, por exemplo, um gás de escapamento gerado a partir da fonte de calor e aquece dióxido de carbono para aquecer vapor de dióxido de carbono. Em uma realização específica, o vapor de dióxido de carbono a partir do aquecedor 16 pode estar a uma temperatura de aproximadamente 490°C e a uma pressão de aproximadamente 20.000 kPa (200 bar). Vapor de dióxido de carbono é passado através da primeira turbina 18 para expandir o vapor de dióxido de carbono e para acionar um primeiro gerador 26 configurado para gerar energia elétrica. Em uma realização específica, o vapor de dióxido de carbono da primeira turbina 18 pode estar a uma temperatura de aproximadamente 320°C e uma pressão de aproximadamente 4.000 kPa (40 bar).
[0013] Na realização ilustrada, o uso de dióxido de carbono como o fluido de trabalho tem a vantagem de ser não inflamável, não corrosivo, não tóxico, e capaz de suportar altas temperaturas de ciclo (por exemplo, acima de 400°C). Em uma realização como descrito acima, dióxido de carbono pode ser aquecido super criticamente a altas temperaturas sem risco de decomposição química.
[0014] Na realização ilustrada, o sistema de ciclo Rankine 14 que inclui um primeiro trocador de calor 28, um segundo trocador de calor 30, um terceiro trocador de calor 32, e um quarto trocador de calor 34. Um fluido de trabalho, por exemplo, a fluido hidrocarboneto é circulado através do sistema de ciclo Rankine 14. Em uma realização mais específica, o fluido de trabalho pode incluir um fluido de trabalho orgânico. O fluido de trabalho orgânico pode incluir propano, butano, pentafluoro-propano, pentafluoro-butano, pentafluoro- poliéter, óleo, ou combinações dos mesmos. Deve ser observado neste documento que esta lista de fluidos de trabalho orgânicos não é inclusiva e outros fluidos de trabalho orgânicos aplicáveis a ciclos Rankine orgânicos também são previstos. Vapor de dióxido de carbono da primeira turbina 18 é circulado em relação de troca de calor com o fluido de trabalho vaporizado sequencialmente através do primeiro trocador de calor 28, do segundo trocador de calor 30, e do terceiro trocador de calor 32 para aquecer o fluido de trabalho. Em uma realização específica, o vapor de dióxido de carbono na saída do terceiro trocador de calor 32 está a uma temperatura de 85°C e a uma pressão de 4.000 kPa (40 bar). O dióxido de carbono a partir do terceiro trocador de calor 32 é alimentado através do refrigerador 20 para refrigerar o vapor de dióxido de carbono. O vapor de dióxido de carbono refrigerado é em seguida comprimido para uma pressão substancialmente maior através do compressor 22. Em uma realização, o vapor de dióxido de carbono a partir do compressor 22 fica a uma temperatura de aproximadamente 210°C e uma pressão de aproximadamente 20.000 kPa (200 bar). Em uma realização, o compressor 22 pode ser um compressor de vários estágios com um refrigerador intermediário disposto entre cada estágio do compressor.
[0015] O vapor de dióxido de carbono comprimido do compressor 22 é circulado em relação de troca de calor com o fluido de trabalho através do quarto trocador de calor 34 para aquecer o fluido de trabalho vaporizado, para reduzir a temperatura do vapor de dióxido de carbono suficientemente, para absorver calos a temperaturas tão baixas como, por exemplo, 120°C da fonte de calor residual 24. Isto facilita a extração máxima de calor da fonte de calor residual 24. Em uma realização específica, o fluido de trabalho vaporizado a partir do quarto trocador de calor 34 pode estar a uma temperatura de aproximadamente 170°C e a uma pressão de aproximadamente 6.000 kPa (60 bar). Em outras palavras, o fluido de trabalho vaporizado está em um estado supercrítico. O ciclo é repetido no sistema de ciclo Brayton 12. O fluido de trabalho vaporizado a partir do quarto trocador de calor 34 é em seguida alimentado através do primeiro trocador de calor 28 em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono para aquecer adicionalmente o fluido de trabalho vaporizado. Em uma realização, o fluido de trabalho vaporizado na saída do primeiro trocador de calor 28 fica a uma temperatura de aproximadamente 205°C e uma pressão de aproximadamente 6.000 kPa (60 bar).
[0016] O sistema de ciclo Rankine 14 inclui adicionalmente uma segunda turbina 36, um condensador 38, uma bomba 40, e um dispositivo divisor de fluxo 42. O fluido de trabalho vaporizado é passado através da segunda turbina 36 para expandir o fluido de trabalho vaporizado e para acionar um segundo gerador 44 configurado para gerar energia elétrica. Em uma realização específica, o fluido de trabalho da segunda turbina fica a uma temperatura de aproximadamente 105°C e a uma pressão de aproximadamente 500 kPa (5 bar). A segunda turbina 36 pode ser expansor tipo axial, expansor tipo impulso, ou expansor tipo parafuso de alta temperatura, turbina de tipo de expansor de fluxo de entrada radial. Em outras palavras, o fluido de trabalho vaporizado está em um estado subcrítico. O fluido de trabalho vaporizado expandido da segunda turbina 36 é alimentado através do terceiro trocador de calor 32 em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono. Em uma realização, o fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 32 fica a uma temperatura de aproximadamente 65°C e a uma pressão de aproximadamente 500 kPa (5 bar).
[0017] Após passar através da segunda turbina 36, o fluido de trabalho vaporizado é passado através do terceiro trocador de calor 32 para o condensador 38. O fluido de trabalho vaporizado é condensado em um líquido para gerar um fluido de trabalho condensado. Em uma realização específica, o fluido de trabalho condensado fica a uma temperatura de aproximadamente 50°C e a uma pressão de aproximadamente 500 kPa (5 bar). O fluido de trabalho condensado é em seguida bombeado a uma pressão relativamente mais alta usando uma bomba 40 através do terceiro trocador de calor 32 para o dispositivo divisor de fluxo 42. A pressurização e reaquecimento do fluido de trabalho resultam em mudança de fase gradual do estado líquido para o estado de vapor. Em uma realização específica, o fluido de trabalho na saída do terceiro trocador de calor fica a uma temperatura de aproximadamente 100°C e a uma pressão de aproximadamente 6.000 kPa (60 bar).
[0018] Na realização ilustrada, o dispositivo divisor de fluxo 42 divide o fluxo do fluido de trabalho a partir do terceiro trocador de calor 32 em duas partes. O dispositivo divisor de fluxo 42 é configurado para alimentar uma parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 32 para o quarto trocador de calor 34 e outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 32 para um ponto 46 a montante do primeiro trocador de calor 28. A outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 32 é misturada com o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do quarto trocador de calor 34 para o primeiro trocador de calor 28. O ciclo é repetido no sistema de ciclo Rankine 14.
[0019] Na realização ilustrada, existe uma pluralidade de instâncias de trocador de calor (também pode ser referenciado como transferência de calor "intra-ciclo") entre vapor de dióxido de carbono e o fluido de trabalho vaporizado. Esta troca de calor entre o vapor de dióxido de carbono e o fluido de trabalho vaporizado através dos trocadores de calor 28, 30, 32, e 34. Esta troca de calor serve para ferver (se o fluido de trabalho está à temperatura subcrítica) ou de outra forma aumentar a entalpia (se o fluido de trabalho está à temperatura supercrítica) do fluido de trabalho no sistema de ciclo Rankine 14.
[0020] De acordo com a realização discutida neste documento, no sistema de ciclo Brayton 12, o dióxido de carbono é aquecido diretamente (sem transferir calor através de um fluido intermediário) por uma fonte de calor residual. O vapor de dióxido de carbono é expandido para produzir energia elétrica. O calor do vapor de dióxido de carbono é transferido para o fluido hidrocarboneto circulado no sistema de ciclo Rankine 14 através da série de trocadores de calor 28, 30, 32, e 34. O dióxido de carbono é circulado no estado de vapor no sistema de ciclo Brayton 12, enquanto no sistema de ciclo Rankine 14; o fluido hidrocarboneto é refrigerado e condensado para uma fase líquida antes da repressurização e aquecimento.
[0021] Como discutido acima, o uso de dióxido de carbono como um fluido de trabalho no sistema de ciclo Brayton 12 tem a vantagem de que dióxido de carbono deve permanecer inerte mesmo a temperaturas substancialmente mais altas, por exemplo, no intervalo de 300 a 600°C. Também, o dióxido de carbono não sofre decomposição química significativa a temperaturas mais altas que facilitam maior eficiência do sistema. O sistema 10 opera a pressões significativamente mais altas, por exemplo, 7.000 a 20.000 kPa (70 a 200 bar). Consequentemente o sistema 10 é compacto e simples. O fluido do ciclo permanece puro e do não requer as unidades de desaeração típicas de instalações de vapor. A combinação de um sistema de ciclo Brayton operando com dióxido de carbono como um fluido de processo e um sistema de ciclo Rankine extrai calor efetivamente de uma fonte de calor de alta temperatura e ao mesmo tempo converte eficientemente o calor residual de baixa temperatura para energia elétrica.
[0022] Com referência a figura 2, é revelado um fluxograma que ilustra etapas envolvidas no método de operação do sistema de recuperação de calor residual 10. O método envolve circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente através do aquecedor 16 do sistema de ciclo Brayton 12 como representado pela etapa 48. O aquecedor 16 recebe calor de um fluido quente, por exemplo, um gás de escapamento gerado a partir da fonte de calor e aquece dióxido de carbono para aquecer vapor de dióxido de carbono. O vapor de dióxido de carbono é passado através da primeira turbina 18 para expandir o vapor de dióxido de carbono como representado pela etapa 50. Em outras palavras, o vapor de dióxido de carbono é passado através da primeira turbina 18 para expandir o vapor de dióxido de carbono e para acionar o primeiro gerador 26 configurado para gerar energia elétrica.
[0023] O vapor de dióxido de carbono da primeira turbina 18 é circulado em relação de troca de calor com o fluido de trabalho vaporizado sequencialmente através do primeiro trocador de calor 28, do segundo trocador de calor 30, e o terceiro trocador de calor 32 do sistema de ciclo Rankine 14 para aquecer o fluido de trabalho como representado pela etapa 52. O dióxido de carbono a partir do terceiro trocador de calor 32 é alimentado através do refrigerador 20 para refrigerar o vapor de dióxido de carbono como representado pela etapa 54. O vapor de dióxido de carbono refrigerado é em seguida comprimido para uma pressão substancialmente maior através do compressor 22 como representado pela etapa 56. O vapor de dióxido de carbono comprimido a partir do compressor 22 é em seguida circulado em relação de troca de calor com o fluido de trabalho vaporizado através do quarto trocador de calor 34 para aquecer o fluido de trabalho vaporizado como representado pela etapa 58. O ciclo é repetido no sistema de ciclo Brayton 12.
[0024] O fluido de trabalho vaporizado a partir do quarto trocador de calor 34 é em seguida alimentado através do primeiro trocador de calor 28 em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono para aquecer adicionalmente o fluido de trabalho vaporizado. O fluido de trabalho vaporizado é passado através da segunda turbina 36 do sistema de ciclo Rankine 14 para expandir o fluido de trabalho vaporizado e para acionar o segundo gerador 44 configurado para gerar energia elétrica como representado pela etapa 60. O fluido de trabalho vaporizado expandido da segunda turbina 36 é alimentado através do terceiro trocador de calor 32 em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono.
[0025] Após passar através da segunda turbina 36, o fluido de trabalho vaporizado é passado através do terceiro trocador de calor 32 para o condensador 38 como representado pela etapa 62. O fluido de trabalho vaporizado é condensado em um líquido, para gerar um fluido de trabalho condensado. O fluido de trabalho condensado é em seguida bombeado a uma pressão relativamente mais alta usando uma bomba 40 através do terceiro trocador de calor 32 para o dispositivo divisor de fluxo 42 como representado pela etapa 64. A pressurização e reaquecimento do fluido de trabalho resultam em mudança gradual de fase do estado líquido para estado de vapor.
[0026] Na realização ilustrada, o dispositivo divisor de fluxo 42 divide o fluxo do fluido de trabalho a partir do terceiro trocador de calor 32 em duas partes. O método inclui alimentar uma parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 32 para o quarto trocador de calor 34 como representado pela etapa 66. O método inclui adicionalmente alimentar outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 32 para um ponto 46 a montante do primeiro trocador de calor 28 como representado pela etapa 68. A outra parte do fluido de trabalho vaporizado do terceiro trocador de calor 32 é misturada com o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do quarto trocador de calor 34 para o primeiro trocador de calor 28 como representado pela etapa 70. O ciclo é repetido no sistema de ciclo Rankine 14.
[0027] Com referência a figura 3, um sistema de recuperação de calor residual 72 é ilustrado de acordo com uma realização da presente invenção. O sistema 72 que inclui um sistema de ciclo Brayton (ciclo superior) 74 acoplado a um sistema de ciclo Rankine (ciclo inferior) 76. Na realização ilustrada, o sistema de ciclo Brayton 74 que inclui um aquecedor 77, uma turbina 78, um refrigerador 80, um primeiro estágio de compressor 82, um segundo estágio de compressor 84, e um refrigerador intermediário 86 disposto entre o primeiro estágio de compressor 82 e o segundo estágio de compressor 84. O vapor de dióxido de carbono é circulado através do sistema de ciclo Brayton 74.
[0028] O aquecedor 77 é acoplado a uma fonte de calor 88, por exemplo, uma unidade de escapamento de um sistema de geração de calor (por exemplo, um motor). O aquecedor 77 recebe calor de um fluido quente, por exemplo, um gás de escapamento gerado a partir da fonte de calor e aquece dióxido de carbono para aquecer vapor de dióxido de carbono. O vapor de dióxido de carbono é passado através da turbina 78 para expandir o vapor de dióxido de carbono e para acionar um gerador 90 configurado para gerar energia elétrica.
[0029] Na realização ilustrada, o sistema de ciclo Rankine 76 inclui uma pluralidade de trocadores de calor 92, 94, 96. Um fluido de trabalho, por exemplo, um fluido hidrocarboneto é circulado através do sistema de ciclo Rankine 76. O vapor de dióxido de carbono da turbina 78 é circulado em relação de troca de calor com o fluido de trabalho vaporizado sequencialmente através dos trocadores de calor 92, 94, 96 para aquecer o fluido de trabalho. O dióxido de carbono a partir do trocador de calor 96 é alimentado através do refrigerador 80 para refrigerar o vapor de dióxido de carbono. O vapor de dióxido de carbono refrigerado é em seguida comprimido para pressões substancialmente mais altas através do primeiro estágio de compressor 82 e o segundo estágio de compressor 84. O vapor de dióxido de carbono do primeiro estágio do compressor 82 é refrigerado através do refrigerador intermediário 86 e em seguida alimentado para o segundo estágio de compressor 84.
[0030] O vapor de dióxido de carbono comprimido do segundo estágio do compressor 84 é circulado em relação de troca de calor com o fluido quente da fonte de calor 88 através do aquecedor 77 para aquecer o vapor de dióxido de carbono. O calor transmitido para o fluxo de vapor de dióxido de carbono por cada estágio de compressão pode ser removido através de refrigeração ou pelo fluido de trabalho vaporizado ou pelo ar ambiente, a fim de reduzir o investimento de energia requerida para acionar o compressor. O ciclo é repetido no sistema de ciclo Brayton 12.
[0031] Na realização ilustrada, o fluido de trabalho vaporizado do sistema de ciclo Rankine 76 também é circulado em relação de troca de calor com o fluido quente da fonte de calor 88 através do aquecedor 77 para aquecer o fluido de trabalho vaporizado. Em outras palavras, o calor da fonte de calor 88 é usado para aquecer tanto o vapor de dióxido de carbono como o fluido de trabalho vaporizado através do aquecedor 77. Para ser mais específico, o calor da fonte de calor 88 é usado primeiro para aquecer o vapor de dióxido de carbono e em seguida aquecer o fluido de trabalho vaporizado.
[0032] O sistema de ciclo Rankine 76 inclui adicionalmente uma turbina 98, um condensador 100, uma bomba 102, e um dispositivo divisor de fluxo 104. O fluido de trabalho vaporizado é passado através da turbina 98 para expandir o fluido de trabalho vaporizado e para acionar um gerador 106 configurado para gerar energia elétrica. O fluido de trabalho vaporizado expandido da turbina 98 é alimentado através do trocador de calor 96 em relação de troca de calor com o fluxo de retorno de fluido de trabalho condensado da bomba 102.
[0033] Após passar através da turbina 98, o fluido de trabalho vaporizado é passado através do trocador de calor 96 para o condensador 100. O fluido de trabalho vaporizado é condensado em um líquido, para gerar um fluido de trabalho condensado. O fluido de trabalho condensado é em seguida bombeado em uma pressão relativamente mais alta usando a bomba 102 através do terceiro trocador de calor 96 para o dispositivo divisor de fluxo 104. O fluido de trabalho líquido pressurizado da bomba 102 é aquecido dentro do trocador de calor 96, primeiro pelo fluxo de vapor de fluido de trabalho expandido que entra no trocador de calor 96 da turbina 98, e em seguida pelo fluxo de vapor de dióxido de carbono que também passa através do trocador de calor 96. A pressurização e reaquecimento do fluido de trabalho resultam em mudança de fase gradual do estado líquido para o estado de vapor.
[0034] Na realização ilustrada, o dispositivo divisor de fluxo 104 divide o fluxo do fluido de trabalho a partir do terceiro trocador de calor 96 em duas partes. O dispositivo divisor de fluxo 104 é configurado para alimentar uma parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor 96 para o aquecedor 77 e outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do trocador de calor 96 alimentado através do trocador de calor 94, é fornecida para um ponto 108 a montante do trocador de calor 92. O fluido de trabalho é adicionalmente aquecido pelo fluxo de vapor de dióxido de carbono. A última parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do trocador de calor 96 é misturada no ponto 108 com o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do aquecedor 77 para o trocador de calor 92. O ciclo é repetido no sistema de ciclo Rankine 76.
[0035] Embora apenas certas características da invenção tenham sido ilustradas e descritas neste documento, muitas modificações e mudanças ocorrerão para os técnicos no assunto. Portanto deve ser entendido que as reivindicações em anexo são destinadas a cobrir todas estas modificações e mudanças como estando dentro do escopo da invenção.
Claims (12)
1. SISTEMA DE RECUPERAÇÃO DE CALOR RESIDUAL,que compreende:um sistema de ciclo Brayton (12) que compreende:um aquecedor (16) configurado para circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente para aquecer o vapor de dióxido de carbono;uma primeira turbina (18) acoplada ao aquecedor (16) e configurada para expandir o vapor de dióxido de carbono.um refrigerador (20) configurado para refrigerar o vapor de dióxido de carbono; eum compressor (22) configurado para comprimir o vapor de dióxido de carbono alimentado através do refrigerador (20); eum sistema de ciclo Rankine (14) acoplado ao sistema de ciclo Brayton (12) e configurado para circular um fluido de trabalho em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono para aquecer o fluido de trabalho, em que o sistema de ciclo Rankine (14) compreende:um primeiro trocador de calor (28), um segundo trocador de calor (30), e um terceiro trocador de calor (32), em que o vapor de dióxido de carbono da primeira turbina (18) é circulado em relação de troca de calor com um fluido de trabalho vaporizado sequencialmente através do primeiro trocador de calor (28), do segundo trocador de calor (30), e do terceiro trocador de calor (32) para aquecer o fluido de trabalho; em que um refrigerador (20) é configurado para refrigerar o vapor de dióxido de carbono alimentado através do primeiro trocador de calor (28), do segundo trocador de calor (30) e do terceiro trocador de calor (32);um quarto trocador de calor (34) configurado para circular o fluido de trabalho vaporizado em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono alimentado a partir do compressor (22) para aquecer o fluido de trabalho;uma segunda turbina (36) configurada para expandir o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do quarto trocador de calor (34) através do primeiro trocador de calor (28); eo sistema sendo caracterizado por compreender adicionalmente:um condensador (38) configurado para condensar o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir da segunda turbina (36) através do terceiro trocador de calor (32);uma bomba (40) configurada para pressurizar e alimentar o fluido de trabalho vaporizado do condensador (38) para o terceiro trocador de calor (32) para vaporizar o fluido de trabalho condensado, eum dispositivo divisor de fluxo (42) configurado para alimentar uma porção do fluido de trabalho vaporizado da bomba (40) através do terceiro trocador de calor (32) para o quarto trocador de calor (34) e outra porção do fluido de trabalho vaporizado da bomba (40) através do terceiro trocador de calor (32) até um ponto (46) a montante do primeiro trocador de calor (28), em que a outra porção do fluido de trabalho vaporizado da bomba (40) através do terceiro trocador de calor (32) é misturado com o fluido de trabalho vaporizado alimentado do quarto trocador de calor (34) para o primeiro trocador de calor (28).
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo sistema o sistema de ciclo Brayton (12) compreender um primeiro gerador (26) acoplado à primeira turbina (18) e configurado para gerar energia.
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo sistema de ciclo Rankine (14) compreender um segundo gerador (44) acoplado à segunda turbina (36) e configurado para gerar energia.
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de ciclo Rankine (14) compreender uma bomba (40) configurada para pressurizar e alimentar o fluido de trabalho condensado a partir do condensador (38) para o terceiro trocador de calor (32) para vaporizar o fluido de trabalho condensado.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo sistema de ciclo Rankine (14) compreender um dispositivo divisor de fluxo (42) configurado para alimentar uma parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor (32) para o quarto trocador de calor (34) e outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor (32) para um ponto a montante do primeiro trocador de calor (28), em que a outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor (32) é misturada com o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do quarto trocador de calor (34) para o primeiro trocador de calor (28).
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fluido de trabalho compreender um hidrocarboneto.
7. MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DE CALOR RESIDUAL,que compreende:circular vapor de dióxido de carbono em relação de troca de calor com um fluido quente para aquecer o vapor de dióxido de carbono através de um aquecedor (16) de um sistema de ciclo Brayton (12), em que o sistema de ciclo Brayton (12) é acoplado a um sistema de ciclo Rankine (14);expandir o vapor de dióxido de carbono através de uma primeira turbina (26) acoplada ao aquecedor (16) do sistema de ciclo Brayton (12);circular o vapor de dióxido de carbono a partir da primeira turbina (26) em relação de troca de calor com um fluido de trabalho vaporizado sequencialmente através de um primeiro trocador de calor (28), um segundo trocador de calor (30), e um terceiro trocador de calor (32) do sistema de ciclo Rankine (14) para aquecer o fluido de trabalho vaporizado; refrigerar o vapor de dióxido de carbono alimentado através do primeiro trocador de calor (28), do segundo trocador de calor (30) e do terceiro trocador de calor (32) através de um refrigerador (20) do sistema de ciclo Brayton (12);comprimir o vapor de dióxido de carbono alimentado através do refrigerador (20) através de um compressor (22) do sistema de ciclo Brayton (12);circular o fluido de trabalho vaporizado em relação de troca de calor com o vapor de dióxido de carbono alimentado a partir do compressor (22) para aquecer o fluido de trabalho vaporizado através de um quarto trocador de calor (34) do sistema de ciclo Rankine (14);expandir o fluido de trabalho vaporizado alimentado através do quarto trocador de calor (34), do primeiro trocador de calor (28) através de uma segunda turbina (36) do sistema de ciclo Rankine (14);o método sendo caracterizado porcondensar o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir da segunda turbina (36) através do terceiro trocador de calor (32), usando um condensador (38) do sistema de ciclo Rankine (14);pressurizar e alimentar (64) o fluido de trabalho vaporizado do condensador (38) para o terceiro trocador de calor (32) por meio de uma bomba (40) do sistema de ciclo Rankine (14), alimentar (66, 68) uma parte do fluido de trabalho vaporizado da bomba (40) através do terceiro trocador de calor (32) para o quarto trocador de calor (34) e outra parte do fluido de trabalho vaporizado da bomba (40) através do terceiro trocador de calor (32) para um ponto (46) a montante do primeiro trocador de calor (28) por meio de um dispositivo divisor de fluxo (44) do sistema de ciclo Rankine (14), emisturar (70) a outra parte do fluido de trabalho vaporizado da bomba (40) através do terceiro trocador de calor (32) com o fluido de trabalho vaporizado alimentado do quarto trocador de calor (34) para o primeiro trocador de calor (28).
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo método adicionalmente compreender gerar energia através de um primeiro gerador (26) acoplado à primeira turbina (18) do sistema de ciclo Brayton (12).
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo método adicionalmente compreender gerar energia através de um segundo gerador (44) acoplado à segunda turbina (36) do sistema de ciclo Rankine (14).
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo método adicionalmente compreender pressurizar e alimentar o fluido de trabalho condensado a partir do condensador (38) para o terceiro trocador de calor (32) através de uma bomba (40) do sistema de ciclo Rankine (14).
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo método adicionalmente compreender alimentar uma parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor (32) para o quarto trocador de calor (34) e outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor (32) para um ponto a montante do primeiro trocador de calor (28) através de um dispositivo divisor de fluxo (42) do sistema de ciclo Rankine (14).
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo método adicionalmente compreender misturar a outra parte do fluido de trabalho vaporizado a partir do terceiro trocador de calor (32) com o fluido de trabalho vaporizado alimentado a partir do quarto trocador de calor (34) para o primeiro trocador de calor (28).
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Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100212316A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Robert Waterstripe | Thermodynamic power generation system |
| US8522552B2 (en) * | 2009-02-20 | 2013-09-03 | American Thermal Power, Llc | Thermodynamic power generation system |
| US8459029B2 (en) * | 2009-09-28 | 2013-06-11 | General Electric Company | Dual reheat rankine cycle system and method thereof |
| US8887503B2 (en) * | 2011-12-13 | 2014-11-18 | Aerojet Rocketdyne of DE, Inc | Recuperative supercritical carbon dioxide cycle |
| US9540999B2 (en) * | 2012-01-17 | 2017-01-10 | Peregrine Turbine Technologies, Llc | System and method for generating power using a supercritical fluid |
| US8826639B2 (en) | 2012-08-22 | 2014-09-09 | Hi Eff Rescue LLC | High efficiency power generation system and system upgrades |
| US10260415B2 (en) | 2012-08-22 | 2019-04-16 | Hi Eff Utility Rescue LLC | High efficiency power generation system and system upgrades |
| US9540959B2 (en) | 2012-10-25 | 2017-01-10 | General Electric Company | System and method for generating electric power |
| US9410451B2 (en) | 2012-12-04 | 2016-08-09 | General Electric Company | Gas turbine engine with integrated bottoming cycle system |
| EP2954175B1 (en) * | 2013-01-24 | 2023-06-07 | Hinders, Edward | Combined brayton/rankine cycle gas and steam turbine generating system operated in two closed loops |
| CN103161607A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-19 | 西安交通大学 | 一种基于内燃机余热利用的联合发电系统 |
| US9587520B2 (en) | 2013-05-30 | 2017-03-07 | General Electric Company | System and method of waste heat recovery |
| US9260982B2 (en) | 2013-05-30 | 2016-02-16 | General Electric Company | System and method of waste heat recovery |
| US9593597B2 (en) | 2013-05-30 | 2017-03-14 | General Electric Company | System and method of waste heat recovery |
| US9145795B2 (en) | 2013-05-30 | 2015-09-29 | General Electric Company | System and method of waste heat recovery |
| CA2885583C (en) | 2013-06-07 | 2017-09-26 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Ministeof Natural Resources | Hybrid rankine cycle |
| US9453433B2 (en) | 2013-06-21 | 2016-09-27 | Sankar K. Mohan | Systems and methods for reducing parasitic losses in closed loop systems |
| EP3167166B1 (en) * | 2014-09-08 | 2020-11-04 | Siemens Aktiengesellschaft | System and method for recovering waste heat energy |
| US9644502B2 (en) | 2015-04-09 | 2017-05-09 | General Electric Company | Regenerative thermodynamic power generation cycle systems, and methods for operating thereof |
| CN105953454B (zh) * | 2015-04-13 | 2021-04-20 | 李华玉 | 双向热力循环与第一类热驱动压缩式热泵 |
| US9976448B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-05-22 | General Electric Company | Regenerative thermodynamic power generation cycle systems, and methods for operating thereof |
| CN106246265A (zh) * | 2015-06-08 | 2016-12-21 | 淮安信息职业技术学院 | 一种采用布列顿循环的汽车尾气余热发电装置 |
| CN106246406A (zh) * | 2015-06-08 | 2016-12-21 | 淮安信息职业技术学院 | 一种采用闭式布列顿循环的汽车尾气余热发电装置 |
| EP3106645B1 (en) | 2015-06-15 | 2018-08-15 | Rolls-Royce Corporation | Gas turbine engine driven by sco2 cycle with advanced heat rejection |
| EP3109433B1 (en) | 2015-06-19 | 2018-08-15 | Rolls-Royce Corporation | Engine driven by sc02 cycle with independent shafts for combustion cycle elements and propulsion elements |
| EP3121409B1 (en) | 2015-07-20 | 2020-03-18 | Rolls-Royce Corporation | Sectioned gas turbine engine driven by sco2 cycle |
| EP3147219B1 (en) | 2015-09-23 | 2021-03-17 | Rolls-Royce Corporation | Propulsion system using supercritical co2 power transfer |
| US9510486B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-11-29 | Matteo B. Gravina | Data center cooling system having electrical power generation |
| CN106089337B (zh) * | 2016-08-10 | 2017-07-07 | 西安热工研究院有限公司 | 用于余热回收的超临界co2与有机朗肯联合循环发电系统 |
| JP7033838B2 (ja) * | 2016-09-22 | 2022-03-11 | ガス テクノロジー インスティテュート | 動力サイクルシステムおよび方法 |
| US9907213B1 (en) | 2016-12-12 | 2018-02-27 | Matteo B. Gravina | Data center cooling system having electrical power generation |
| US10020436B1 (en) | 2017-06-15 | 2018-07-10 | Matteo B. Gravina | Thermal energy accumulator for power generation and high performance computing center |
| CA3073107A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Enhanced Energy Group LLC | Improved method and system of carbon sequestration and carbon negative power system |
| US11204190B2 (en) | 2017-10-03 | 2021-12-21 | Enviro Power, Inc. | Evaporator with integrated heat recovery |
| IT201800006187A1 (it) * | 2018-06-11 | 2019-12-11 | System for recovering waste heat and method thereof/sistema per recuperare calore residuo e relativo metodo | |
| US11898451B2 (en) | 2019-03-06 | 2024-02-13 | Industrom Power LLC | Compact axial turbine for high density working fluid |
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| IT201900021987A1 (it) * | 2019-11-22 | 2021-05-22 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Impianto basato su cicli combinati di Joule-Brayton e Rankine che opera con macchine alternative accoppiate in maniera diretta. |
| CN110905611B (zh) * | 2019-11-28 | 2021-08-17 | 中南大学 | 一种基于有机朗肯循环和超临界二氧化碳循环的联供系统 |
| CN110863961B (zh) * | 2019-11-28 | 2021-08-31 | 西安石油大学 | 一种超临界co2再压缩布雷顿和lng联合循环发电系统 |
| US11492964B2 (en) | 2020-11-25 | 2022-11-08 | Michael F. Keller | Integrated supercritical CO2/multiple thermal cycles |
| CN114508396B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-08-18 | 中南大学 | 一种超高温氦气-超临界二氧化碳联合布雷顿循环系统 |
| CN115274170B (zh) * | 2022-08-01 | 2023-05-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种高热效率布雷顿与朗肯联合循环发电的核反应堆系统 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1105521A (en) * | 1963-10-18 | 1968-03-06 | Lancelot Walter Bamford | Improvements in or relating to closed-cycle gas turbine plant |
| US3466871A (en) * | 1967-04-07 | 1969-09-16 | Gen Motors Corp | Turbine power plant |
| US3913315A (en) * | 1971-05-17 | 1975-10-21 | Foster Wheeler Energy Corp | Sulfur recovery from fluidized bed which heats gas in a closed circuit gas turbine |
| US4358930A (en) * | 1980-06-23 | 1982-11-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of optimizing performance of Rankine cycle power plants |
| US4573321A (en) * | 1984-11-06 | 1986-03-04 | Ecoenergy I, Ltd. | Power generating cycle |
| JPS62502209A (ja) * | 1985-03-15 | 1987-08-27 | テイ−シイ−エイチ、サ−モ−コンサルテイング−ハイデルベルク、ゲゼルシヤフト、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツンク | 結合型蒸気−ガスタ−ビンシステム |
| US5317904A (en) * | 1989-11-27 | 1994-06-07 | 4E Co. | Method of and apparatus for conditioning air |
| SU1795128A1 (ru) * | 1990-01-30 | 1993-02-15 | Andrej V Polupan | Энергетическая установка |
| US5431016A (en) * | 1993-08-16 | 1995-07-11 | Loral Vought Systems Corp. | High efficiency power generation |
| US5799490A (en) * | 1994-03-03 | 1998-09-01 | Ormat Industries Ltd. | Externally fired combined cycle gas turbine |
| DE4409567A1 (de) * | 1994-03-21 | 1995-09-28 | Abb Management Ag | Verfahren zur Kühlung von thermisch belasteten Komponenten einer Gasturbogruppe |
| US6170264B1 (en) * | 1997-09-22 | 2001-01-09 | Clean Energy Systems, Inc. | Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration |
| GB2307277A (en) * | 1995-11-17 | 1997-05-21 | Branko Stankovic | Combined cycle powerplant with gas turbine cooling |
| US6960839B2 (en) * | 2000-07-17 | 2005-11-01 | Ormat Technologies, Inc. | Method of and apparatus for producing power from a heat source |
| US20040265651A1 (en) | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Meyer Steinberg | Combined-Cycle Energy, Carbon and Hydrogen Production Process |
| EP1836378A4 (en) * | 2004-12-24 | 2010-05-26 | Renewable Energy Systems Ltd | METHODS AND APPARATUS FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY |
| US7961835B2 (en) | 2005-08-26 | 2011-06-14 | Keller Michael F | Hybrid integrated energy production process |
| US20070163261A1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-07-19 | Mev Technology, Inc. | Dual thermodynamic cycle cryogenically fueled systems |
| JP4724848B2 (ja) | 2006-04-21 | 2011-07-13 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 核熱利用コンバインドブレイトンサイクル発電システム装置 |
| US7685820B2 (en) | 2006-12-08 | 2010-03-30 | United Technologies Corporation | Supercritical CO2 turbine for use in solar power plants |
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