ES2848307T3 - Sistema y método de recuperación de energía térmica residual - Google Patents
Sistema y método de recuperación de energía térmica residual Download PDFInfo
- Publication number
- ES2848307T3 ES2848307T3 ES14846776T ES14846776T ES2848307T3 ES 2848307 T3 ES2848307 T3 ES 2848307T3 ES 14846776 T ES14846776 T ES 14846776T ES 14846776 T ES14846776 T ES 14846776T ES 2848307 T3 ES2848307 T3 ES 2848307T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- heat
- working fluid
- engine
- turbine
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 153
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 57
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 19
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 4
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 3
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N pentafluoropropane Chemical compound FC(F)CC(F)(F)F MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- -1 propane or butane Chemical class 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
- F01K25/103—Carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
- F01K25/106—Ammonia
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/06—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
- F22B35/08—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of forced-circulation type
- F22B35/083—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of forced-circulation type without drum, i.e. without hot water storage in the boiler
- F22B35/086—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of forced-circulation type without drum, i.e. without hot water storage in the boiler operating at critical or supercritical pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Un sistema (1) para recuperar y/o utilizar energía térmica residual de una fuente (S) de calor residual, que comprende: un primer motor (H1) térmico que tiene un primer fluido (F1) de trabajo y que define un primer circuito (A) para la circulación del primer fluido (F1) de trabajo, en donde el primer motor (H1) térmico está configurado y dispuesto para la transferencia de calor de la fuente (S) de calor residual al primer fluido (F1) de trabajo, y un segundo motor (H2) térmico, especialmente un motor térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC), que tiene un segundo fluido (F2) de trabajo y define un segundo circuito (B) para la circulación del segundo fluido (F2) de trabajo, en donde el segundo motor (H2) térmico está configurado y dispuesto para transferir calor desde el primer fluido (F1) de trabajo al segundo fluido (F2) de trabajo, especialmente para enfriar el primer fluido (F1) de trabajo después de la expansión del mismo en una turbina (T1) del primer motor (H1) térmico, en donde el primer motor (H1) térmico comprende una turbina (t1) y un primer intercambiador (E1) de calor en el primer circuito (A) para transferir calor desde la fuente (S) de calor residual al primer fluido (F1) de trabajo y un segundo intercambiador (E2) de calor en el primer circuito (A) para enfriar el primer fluido (F1) de trabajo después de una expansión del mismo en la turbina (T1) del primer motor (H1) térmico, en donde el segundo intercambiador (E2) de calor también está en el segundo circuito (B) para transferir calor desde el primer fluido (F1) de trabajo al segundo fluido (F2) de trabajo del segundo motor (H2) térmico, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye una segunda turbina (T2) para la expansión del segundo fluido (F2) de trabajo en una posición en el segundo circuito (B) corriente abajo del segundo intercambiador (E2) de calor, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye un circuito (BP) de derivación para derivar la segunda turbina (T2), el circuito de derivación incluye una válvula (V) para regular su funcionamiento, caracterizado porque el primer fluido de trabajo es dióxido de carbono.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método de recuperación de energía térmica residual
La presente invención se refiere a un sistema y método para la recuperación de energía térmica residual o la utilización de energía térmica residual.
El desarrollo de conceptos eficientes para la recuperación o utilización del calor residual es un objetivo principal de la industria moderna, no solo en vista de los ahorros de costes asociados sino también en vista de los beneficios ambientales. Como se apreciará, muchos procesos industriales que incluyen la fabricación de metales, la producción de vidrio y el procesamiento químico, así como los procesos tecnológicos en compresores, motores de combustión interna, etc., implican grandes cantidades de calor. Si bien se han dirigido numerosos esfuerzos y tecnologías al problema de recuperar o utilizar el calor que de otro modo se pierde como residuo, hasta la fecha tales conceptos utilizan eficazmente solo una pequeña fracción de la energía de calor residual disponible. No se esperaría que la eficiencia total promedio de las tecnologías existentes para la utilización del calor residual exceda un valor de alrededor del 10 %. Por lo tanto, aproximadamente el 90 % de la energía térmica todavía se desperdicia en la atmósfera.
La mayor parte del calor residual está contenido en los gases de combustión o escape de diversos procesos industriales y los gases de escape de diferentes accionamientos y motores y los valores de eficiencia neta en la siguiente discusión se basan en la utilización del calor residual de los gases de combustión/escape. Esto es distinto de la utilización del calor residual en cuerpos sólidos, tales como colectores solares o algunas otras estructuras sólidas de alta temperatura, que pueden producir valores significativamente más altos de eficiencia neta.
El calor residual puede ser utilizado por sistemas de turbina-generador que emplean métodos termodinámicos, tales como el ciclo Rankine, para convertir el calor en trabajo. Normalmente, este método se basa en vapor y el calor residual se utiliza para generar vapor en una caldera para accionar una turbina. Sin embargo, un defecto clave de un ciclo Rankine basado en vapor es su requisito de alta temperatura; es decir, normalmente requiere una corriente de calor residual de temperatura relativamente alta (por ejemplo, 300 °C o más) o un contenido de calor general muy grande. Además, la complejidad de hervir agua a múltiples presiones/temperaturas para capturar energía térmica a múltiples niveles de temperatura cuando la corriente de la fuente de calor se enfría es costosa. Además, un ciclo Rankine a base de vapor no es una opción práctica para corrientes de baja tasa de flujo y/o baja temperatura.
El ciclo de Rankine orgánico (ORC) aborda las deficiencias de un ciclo de Rankine basado en vapor al reemplazar el agua con un fluido de punto de ebullición más bajo, tales como un hidrocarburo ligero como propano o butano, o un fluido de HCFC (por ejemplo, R245fa). Sin embargo, persisten las restricciones de transferencia de calor en ebullición y surgen nuevos problemas tales como la inestabilidad térmica, la toxicidad o la inflamabilidad del fluido. En consecuencia, la implementación generalizada de la tecnología del ciclo orgánico Rankine (ORC) no permite la utilización de todo el potencial de calor residual debido a la estabilidad térmica limitada del fluido orgánico, lo que afecta la eficiencia térmica de los sistemas ORC cuando la temperatura de la fuente de calor residual supera los 250°-300 °C. En promedio, la eficiencia neta total de las unidades ORC existentes no excede un valor de aproximadamente el 10 %, de modo que hasta el 90 % de la energía térmica todavía se desperdicia en la atmósfera. La tecnología de utilización del calor residual de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) se ha utilizado para abordar algunos de estos problemas. El estado supercrítico del CO2 proporciona un acoplamiento térmico mejorado con múltiples fuentes de calor y permite el desarrollo de unidades más efectivas (hasta un 20 % de eficiencia neta) y muy compactas en comparación con los sistemas ORC para una variedad de aplicaciones. Sin embargo, estos sistemas de S-CO2 a menudo requieren diseños de sistemas muy complejos y equipos de transferencia de calor únicos, lo que genera altos costes de capital y también dificultades técnicas. En las publicaciones de patente WO2011/119650A2, WO2012/074905A2, WO2012/074911A2 y WO2012/074940A2 se describen ejemplos de tales sistemas conocidos para la recuperación y utilización de calor residual.
El documento EP 2426435 A2 divulga una instalación de enfriamiento de bajo consumo energético, que consta de un circuito de enfriamiento primario en el que hay un objeto a enfriar, un compresor, un condensador primario y una turbina primaria que acciona un generador de eléctricidad o esta acoplado directamente al compresor primario, caracterizado porque el condensador primario está acoplado a un circuito de enfriamiento secundario que sigue un ciclo Rankine o un TFC (sistema de ciclo de flash trilateral), mediante el cual el calor del circuito de enfriamiento primario se utiliza en el circuito de enfriamiento secundario que contiene una turbina secundaria que está acoplada a un generador de electricidad, o está directamente acoplada al compresor primario, y además contiene un condensador secundario y una bomba de presión.
Los documentos US 4760 705 A, WO 95/24822 A2 y WO 2011/030285 A1 divulgan diferentes instalaciones que comprenden una planta de potencia de ciclo Rankine binario.
El documento WO 2013/115668 A1 divulga un motor térmico y un método para utilizar el calor residual.
En vista de lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema y método nuevos y mejorados para utilizar y/o recuperar energía térmica residual de una fuente de calor residual, tales como gases de combustión o gases de escape.
De acuerdo con la invención, se proporcionan un sistema para recuperar o utilizar energía de calor residual como se indica en la reivindicación 1 y un método para recuperar o utilizar energía de calor residual como se indica en la reivindicación 6. Las características ventajosas y/o preferidas de la invención se enumeran en las reivindicaciones dependientes.
Por tanto, de acuerdo con un aspecto, la invención proporciona un sistema para recuperar y/o utilizar energía térmica residual de una fuente de calor residual, que comprende:
un primer motor térmico que tiene un primer fluido de trabajo, tal como dióxido de carbono (CO2), el primer motor térmico configurado y dispuesto para transferir calor desde la fuente de calor residual al primer fluido de trabajo, y un segundo motor térmico, especialmente un motor térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC), que tiene un segundo fluido de trabajo, el segundo motor térmico está configurado y dispuesto para transferir calor desde el primer fluido de trabajo al segundo fluido de trabajo, especialmente para enfriar el primer fluido de trabajo después de la expansión del mismo en una turbina del primer motor térmico.
De esta manera, los inventores han desarrollado una forma de combinar las ventajas de los enfoques ORC y S-CO2 , a saber: la simplicidad de un sistema ORC que permite la implementación de equipos convencionales de transferencia de calor y la alta eficiencia de tecnología S-CO2. Por tanto, la presente invención puede proporcionar un nuevo sistema de recuperación o utilización de calor residual combinado de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) (primer ciclo) y ORC (segundo ciclo). El diseño del sistema puede incluir un solo intercambiador de calor residual y dos turbinas con respectivos enfriadores (disipadores de calor) y respectivas bombas/compresores para el primer ciclo (S-CO2) y el segundo ciclo (ORC). Por tanto, la invención proporciona un diseño que permite una alta eficiencia neta (por ejemplo, de aproximadamente el 20 %) de la utilización del calor residual de los gases de combustión con un solo intercambiador de calor residual al tiempo que evita los complejos diseños de sistemas S-CO2 conocidos que requieren costosos recuperadores de dióxido de carbono supercrítico.
El primer motor térmico define típicamente un primer circuito termodinámico para la circulación del primer fluido de trabajo. El primer motor térmico incluye: un primer intercambiador de calor dispuesto en el primer circuito y configurado para transferir calor desde la fuente de calor residual al primer fluido de trabajo, y un segundo intercambiador de calor en el primer circuito para enfriar el primer fluido de trabajo después de una expansión del mismo en una turbina del primer motor térmico. Por lo tanto, después de que la turbina del primer motor térmico convierte la energía térmica del primer fluido de trabajo en trabajo a través de la expansión térmica, el segundo intercambiador de calor se configura y dispone para transferir el calor residual del primer fluido de trabajo al segundo fluido de trabajo en el segundo motor térmico. En otras palabras, en el ciclo combinado del sistema, solo el primer motor térmico obtiene energía térmica directamente del intercambiador de calor residual. La energía térmica transferida al segundo motor térmico es calor no utilizado del primer circuito. La transferencia de transferencia de energía térmica entre los dos motores térmicos de este sistema de ciclo combinado se realiza así en un dispositivo de "primer ciclo enfriador/segundo ciclo calentador" que interconecta o une los dos circuitos del ciclo combinado. Unir un "primer ciclo (S-CO2) enfriador/segundo ciclo (ORC) calentador" contribuye a optimizar los costes del equipo de transferencia de calor. Deseablemente, el "primer ciclo (S-CO2) enfriador/segundo ciclo (ORC) calentador" puede estar representado por un recuperador de una pieza en el caso de que el segundo ciclo (ORC) esté funcionando con parámetros supercríticos o puede comprender dos partes (por ejemplo, precalentador y evaporador) para un segundo ciclo subcrítico (ORC).
El segundo motor térmico incluye una segunda turbina para la expansión del segundo fluido de trabajo en una posición en el segundo circuito siguiente o corriente abajo del segundo intercambiador de calor. Esta segunda turbina convierte la energía térmica del segundo fluido de trabajo en trabajo. El segundo motor térmico incluye un conducto o trayecto de derivación en el segundo circuito para derivar la segunda turbina. Preferiblemente, el segundo motor térmico también incluye un tercer intercambiador de calor para enfriar el segundo fluido de trabajo después de la expansión del mismo en la segunda turbina.
En una realización particularmente preferida de la invención, el segundo motor térmico incluye un cuarto intercambiador de calor que está configurado como recuperador para recuperar energía térmica del segundo fluido de trabajo después de una expansión del mismo en la segunda turbina. A este respecto, el cuarto intercambiador de calor está dispuesto para transferir calor al segundo fluido de trabajo en una posición en el segundo circuito adyacente a y/o corriente arriba del segundo intercambiador de calor.
En una realización preferida, el primer motor térmico incluye un quinto intercambiador de calor para enfriar aún más el primer fluido de trabajo después de la expansión del mismo en la primera turbina, en donde el quinto intercambiador de calor está dispuesto o ubicado después o corriente abajo del segundo intercambiador de calor. En una realización particular, por lo tanto, la invención proporciona un sistema de aprovechamiento del calor residual, que comprende:
un motor térmico de dióxido de carbono supercrítico que tiene dióxido de carbono (CO2) como fluido de trabajo, el primer motor térmico tiene un primer intercambiador de calor para transferir calor desde una fuente de calor residual al dióxido de carbono y un segundo intercambiador de calor para enfriar el dióxido de carbono después de la expansión del mismo en una primera turbina; y
un motor térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC) que tiene un segundo fluido de trabajo, en donde el segundo intercambiador de calor está configurado y dispuesto para transferir calor desde el fluido de trabajo de dióxido de carbono (CO2) al segundo fluido de trabajo.
De acuerdo con otro aspecto, la presente invención proporciona un método para recuperar y/o utilizar energía térmica residual de una fuente de calor residual, que comprende:
proporcionar un primer motor térmico que tiene un primer fluido de trabajo, especialmente dióxido de carbono, y definir un circuito para la circulación del primer trabajo,
proporcionar un segundo motor térmico, especialmente un motor térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC), que tiene un segundo fluido de trabajo y define un segundo circuito para la circulación del segundo fluido de trabajo, transferir calor de la fuente de calor residual al primer fluido de trabajo en el primer motor térmico, y
transferir calor del primer fluido de trabajo en el primer motor térmico al segundo fluido de trabajo en el segundo motor térmico, especialmente para enfriar el primer fluido de trabajo después de su expansión en una turbina del primer motor térmico.
Como se señaló anteriormente, el paso de transferir calor desde el primer fluido de trabajo en el primer motor térmico al segundo fluido de trabajo en el segundo motor térmico comprenderá típicamente tanto enfriar el primer fluido de trabajo (es decir, después de la expansión térmica del mismo en una turbina del primer motor térmico) y calentar el segundo fluido de trabajo en el segundo motor térmico. El método puede comprender adicionalmente el paso de enfriar más el primer fluido de trabajo después del paso de transferir calor desde el primer fluido de trabajo al segundo fluido de trabajo.
El segundo motor térmico incluye una segunda turbina para la expansión del segundo fluido de trabajo en una posición en el segundo circuito siguiente o corriente abajo del segundo intercambiador de calor. El método de la invención incluye preferiblemente además enfriar el segundo fluido de trabajo en el segundo motor térmico después de expandirlo térmicamente en una segunda turbina.
El método incluye dirigir el segundo fluido de trabajo para desviar la segunda turbina del segundo motor térmico, por ejemplo, a través de un conducto o trayecto de derivación en el segundo circuito. De esta manera, el ciclo secundario de ORC se puede "apagar" utilizando una válvula de derivación de turbina ORC. Por tanto, el segundo circuito puede funcionar como un simple enfriador del ciclo S-CO2 primario, proporcionando así una gestión de potencia flexible para satisfacer los requisitos del consumidor y responder a las variaciones en la fuente de calor residual y los parámetros ambientales.
En una realización particularmente preferida, el método comprende además recuperar calor del segundo fluido de trabajo después de la expansión del mismo en la segunda turbina, especialmente mediante transferencia de calor al segundo fluido de trabajo en una posición en el segundo circuito adyacente y/o corriente arriba del segundo intercambiador de calor.
Para una comprensión más completa de la invención y las ventajas de la misma, las realizaciones de ejemplo de la invención se explican con más detalle en la siguiente descripción con referencia a las figuras de los dibujos adjuntos, en las que los mismos caracteres de referencia designan las mismas partes y en las que:
Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de recuperación de calor residual de acuerdo con una realización preferida;
Figura 2 es una ilustración esquemática de un sistema de recuperación de calor residual de acuerdo con otra realización preferida;
Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método de acuerdo con una realización preferida. Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una comprensión adicional de la presente invención y se incorporan en y constituyen una parte de esta especificación. Los dibujos ilustran realizaciones particulares de la invención tal como se define en las reivindicaciones y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención. Otras realizaciones de la invención y muchas de las ventajas asociadas de la invención se apreciarán fácilmente a medida que se entiendan mejor con referencia a la siguiente descripción detallada.
Se apreciará que los elementos comunes y/o bien entendidos que pueden ser útiles o necesarios en una realización comercialmente factible no se representan necesariamente para facilitar una vista más abstracta de las realizaciones. Los elementos de los dibujos no se ilustran necesariamente a escala entre sí. Se apreciará además
que ciertas acciones y/o pasos en una realización de un método pueden describirse o representarse en un orden particular de apariciones, mientras que los expertos en la técnica comprenderán que tal especificidad con respecto a la secuencia puede no ser realmente necesaria. También se entenderá que los términos y expresiones usados en la presente especificación tienen el significado ordinario que se les otorga a dichos términos y expresiones con respecto a sus respectivas áreas de investigación y estudio correspondientes, excepto cuando se hayan establecido significados específicos en este documento.
Con referencia a la figura 1 de los dibujos, se muestra esquemáticamente una realización de un sistema 1 para recuperar y/o utilizar energía térmica residual de una fuente S de calor residual de acuerdo con la presente invención. La fuente S de calor puede ser una corriente de calor residual, tal como un escape de una turbina de gas, un escape de una corriente de proceso u otra corriente de escape de un producto de combustión, incluyendo las corrientes de escape de un horno o caldera. El sistema 1 termodinámico puede configurarse para transformar el calor residual en electricidad para un rango de aplicaciones diferentes que incluyen, pero no se limitan al ciclo de fondo en turbinas de gas, grupos de generador de motor diésel, recuperación de calor residual industrial (por ejemplo, en plantas de fabricación, refinerías, estaciones de compresión) y alternativas híbridas a los motores de combustión interna. En otras realizaciones de ejemplo, la fuente S de calor podría derivar energía térmica de fuentes renovables de energía térmica tales como, pero sin limitarse a, fuentes solares térmicas y geotérmicas.
El sistema 1 comprende un primer motor H1 térmico y un segundo motor H2 térmico, cada uno de los cuales define un primer y segundo ciclo termodinámico o circuito A, B respectivos para un primer y segundo fluido F1, F2 de trabajo asociado. Cada uno de los primeros y segundos motores H1, h2 térmicos se utiliza para convertir la energía térmica en trabajo mediante la expansión térmica del primer y segundo fluido F1, F2 de trabajo respectivos. En particular, el sistema 1 termodinámico comprende un primer motor H1 térmico que tiene un circuito A de fluido de trabajo en comunicación térmica con una fuente S de calor residual a través de un primer intercambiador E1 de calor. Aunque se apreciará que se puede utilizar cualquier número de dispositivos intercambiadores de calor junto con una o más fuentes de calor residual, en esta realización de ejemplo el primer intercambiador E1 de calor es un intercambiador de calor residual único. En otras realizaciones de ejemplo, el primer intercambiador E1 de calor puede incluir múltiples etapas de un intercambiador de calor residual combinado. Aunque la fuente S de calor residual puede ser una corriente fluida de una fuente de alta temperatura en sí misma, en otras realizaciones de ejemplo la fuente S de calor residual puede ser un fluido térmico en contacto con la fuente de alta temperatura. Por tanto, el fluido térmico puede entregar la energía térmica al intercambiador E1 de calor residual para transferir la energía al fluido F1 de trabajo en el primer circuito A.
Como se ilustra, el primer o el intercambiador E1 de calor residual sirve como un intercambiador de calor de alta temperatura, o temperatura relativamente más alta, adaptado para recibir un flujo o corriente de la fuente S de calor residual. En realizaciones de ejemplo de la divulgación, la temperatura inicial de la fuente S de calor residual que entra en el sistema 1 puede tener un rango de entre aproximadamente 200 °C y más de aproximadamente 700 °C. En la realización particular mostrada, la corriente de la fuente S de calor residual puede tener una temperatura de aproximadamente 500 °C o más. A este respecto, sin embargo, las temperaturas y presiones operativas y las tasas de flujo se dan a modo de ejemplo y no deben considerarse de ninguna manera como limitantes del alcance de la divulgación.
El fluido F1 de trabajo que circula en el primer circuito A del primer motor H1 térmico es dióxido de carbono (CO2). El dióxido de carbono como fluido de trabajo para ciclos de generación de potencia tiene muchas ventajas. Es un fluido de trabajo neutro que no es tóxico, no inflamable, de bajo coste, fácilmente disponible y no necesita reciclaje. Debido en parte a su presión de trabajo relativamente alta, se puede construir un sistema de CO2 que sea mucho más compacto que los sistemas que utilizan otros fluidos de trabajo. La alta densidad y capacidad calorífica volumétrica del CO2 con respecto a otros fluidos de trabajo lo hace más "denso en energía", lo que significa que el tamaño de todos los componentes del sistema se puede reducir considerablemente sin perder rendimiento. Cabe señalar que la expresión "dióxido de carbono", como se usa en este documento, no pretende limitarse a CO2 de ningún tipo, pureza o grado en particular. En una realización de ejemplo, por ejemplo, puede usarse un CO2 de calidad industrial sin apartarse del alcance de esta divulgación.
El primer fluido F1 de trabajo de dióxido de carbono (CO2) que circula en el primer circuito A del primer motor H1 térmico se suministra en un estado presurizado al intercambiador E1 de calor residual a través de una primera bomba o compresor P1 que está dispuesto en el primer circuito A. Como se indicó anteriormente, el primer fluido F1 de trabajo de CO2 se calienta en el intercambiador E1 de calor residual por contacto térmico con la fuente S de calor residual. El CO2 comprimido y calentado luego experimenta una expansión en una primera turbina T1 que convierte una porción de la energía térmica en el fluido F1 de trabajo extraída de la fuente S de calor residual en trabajo mecánico. Un primer generador G1 acoplado operativamente a la primera turbina T1 puede transformar entonces ese trabajo mecánico en energía eléctrica.
Corriente abajo de la primera turbina T1 en el circuito A del primer motor H1 térmico, se proporciona un segundo intercambiador E2 de calor para enfriar el fluido F1 de trabajo de CO2 después de su expansión en la turbina T1. Y este segundo intercambiador E2 de calor proporciona una interfaz con el segundo motor H2 térmico. En este sentido, el segundo motor H2 térmico define un segundo ciclo termodinámico o circuito B, específicamente un ciclo Rankine orgánico (ORC), en el que un segundo fluido F2 de trabajo, tal como un hidrocarburo ligero (por ejemplo,
propano o butano, o un fluido HCFC) circula. Por lo tanto, el segundo intercambiador E2 de calor está dispuesto eficazmente tanto en el primer circuito A como en el segundo circuito B y está adaptado o configurado para transferir la energía térmica que queda en el fluido F1 de trabajo de dióxido de carbono después de su expansión en la turbina T1 al segundo fluido F2 de trabajo del segundo motor H2 térmico. Aunque el fluido F1 de trabajo de CO2 solo puede tener una temperatura en el rango de 70 °C a 250 °C, y preferiblemente de 100 °C a 200 °C, en la entrada al segundo intercambiador E2 de calor, la temperatura de ebullición relativamente baja del segundo fluido F2 de trabajo en el motor H2 térmico ORC todavía permite recuperar esa energía térmica de manera muy eficaz. Después de enfriar en el segundo intercambiador E2 de calor, el primer fluido F1 de trabajo completa el primer circuito A volviendo a la primera bomba o compresor P1 para ser presurizado de nuevo corriente abajo del intercambiador E1 de calor residual.
El fluido F2 de trabajo ORC que circula en el segundo circuito B del segundo motor H2 térmico se entrega en un estado presurizado al segundo intercambiador E2 de calor a través de una segunda bomba o compresor P2 dispuesto en el segundo circuito B. Como ya se señaló anteriormente, el segundo fluido F2 de trabajo se calienta por contacto térmico con el primer fluido F1 de trabajo en el segundo intercambiador E2 de calor. El fluido F2 de trabajo ORC comprimido y calentado experimenta entonces una expansión en una segunda turbina T2 que convierte una porción de la energía térmica en el segundo fluido F2 de trabajo en trabajo. Como en el primer motor H1 térmico, un segundo generador G2 que está acoplado operativamente a la segunda turbina T2 puede transformar ese trabajo en energía eléctrica. Finalmente, se proporciona un tercer intercambiador E3 de calor como enfriador en el segundo circuito B (ORC) para enfriar el fluido F2 de trabajo ORC. Con este fin, el tercer intercambiador E3 de calor puede conectarse de forma fluida con un disipador S2 de calor, que incluye opcionalmente un dispositivo de convección forzada (por ejemplo, un ventilador) o una disposición de torre de enfriamiento. De esta manera, el segundo fluido F2 de trabajo se enfría antes de regresar al circuito B ORC para ser presurizado nuevamente a través de la segunda bomba o compresor P2 corriente abajo del segundo intercambiador E2 de calor.
Se observará que el segundo circuito B incluye un trayecto de derivación o conducto BP con la válvula V de derivación dispuesta en paralelo con el trayecto a través de la segunda turbina T2. Este trayecto BP de derivación permite derivar la turbina T2 del motor h2 térmico ORC y desactivarla eficazmente a través de la válvula V de derivación. Al hacerlo, el segundo circuito B puede funcionar como un circuito de enfriamiento simple desde el circuito A de S-CO2 primario, lo que permite una gestión de potencia flexible para satisfacer los requisitos del consumidor y responder a la variación en la fuente S de calor residual y/o a los parámetros ambientales.
La realización preferida ilustrada en la figura 1 proporciona así un diseño simple de un sistema 1 combinado de S-CO2 y ORC que permite un funcionamiento flexible durante la recuperación y utilización del calor residual con alta eficiencia. El diseño del motor térmico en el sistema 1 de la figura 1 tiene al menos dos ciclos A, B no regenerativos dispuestos de forma continua con un solo intercambiador E1 de calor residual y transferencia de calor interna a un ciclo ORC secundario en el enfriador del ciclo S-CO2 primario que tiene una alta eficiencia neta del sistema combinado (por ejemplo, hasta un 20 %) comparable con los sistemas de la técnica anterior de S-CO2 mucho más complejos. La transferencia de calor interna al circuito B secundario de ORC en el enfriador E2 del circuito A primario de S-CO2 y las corrientes F1, F2 de flujo único que fluyen continuamente a través de todos los elementos de cada circuito A, B resulta en el uso de menos equipo de transferencia de calor debido a la ausencia de recuperadores internos. También se verá que el diseño del sistema 1 evita la necesidad de puntos de división del flujo interno y, por lo tanto, simplifica la gestión y el control del flujo másico.
Con referencia a la figura 2 de los dibujos, se ilustra esquemáticamente otra realización preferida de un sistema 1 de aprovechamiento y recuperación de calor residual de acuerdo con la invención. Con esta realización alternativa, la disposición general del primer y segundo motor H1, H2 térmico en el sistema 1 permanece sustancialmente sin cambios, pero el segundo motor H2 térmico en sí difiere de la realización de la figura1 en que incluye un cuarto intercambiador E4 de calor. que está configurado como recuperador para recuperar energía térmica del segundo fluido F2 de trabajo después de una expansión del mismo en la segunda turbina T2. A este respecto, el cuarto intercambiador E4 de calor forma una interfaz térmica en el segundo circuito B entre el segundo fluido F2 cuando sale de la segunda turbina T2 y el segundo fluido F2 antes de entrar en el segundo intercambiador E2 de calor. Por tanto, la disposición usa calor residual en el segundo fluido F2 después de su expansión en la turbina para precalentar el segundo fluido F2 en una posición posterior o corriente abajo en el segundo circuito B adyacente al segundo intercambiador E2 de calor. Por tanto, es posible aumentar la eficiencia térmica interna del segundo motor H2 térmico de ORC añadiendo el recuperador E4 al diseño del sistema.
También se observará que la realización del sistema 1 en el dibujo de la figura 2 difiere de la figura 1 en que el primer motor H1 térmico incluye otro (quinto) intercambiador E5 de calor conectado de manera fluida a un disipador S1 de calor para un enfriamiento adicional el primer fluido F1 de trabajo después de la expansión en la primera turbina T1. El intercambiador de calor adicional o enfriador E5 es deseable en el primer circuito A (S-CO2) en este caso para proporcionar la temperatura requerida en la entrada de la primera bomba/compresor P1 para mantener un valor razonable de trabajo de compresión. Si bien la realización del sistema 1 en la figura 2 es más complicada que la realización de la figura 1 y requiere más equipo de transferencia de calor, tiene una mayor eficiencia general, ofrece más flexibilidad en el control y puede ser particularmente adecuada para algunas aplicaciones.
Finalmente, con referencia ahora a la figura 3 de los dibujos, se muestra un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente los pasos en un método para recuperar y/o utilizar el calor residual de acuerdo con las realizaciones preferidas de la invención descritas anteriormente con respecto a las figuras 1 y 2. Específicamente, el primer ecuadro I de la figura 3 representa el paso de proporcionar un primer motor H1 térmico de CO2 supercrítico que tiene un dióxido de carbono (CO2) como primer fluido F1 de trabajo. El segundo recuadro II representa entonces el paso de proporcionar un segundo motor H2 térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC) que tiene un hidrocarburo ligero como segundo fluido F2 de trabajo. El tercer recuadro III representa el paso de transferir calor desde una fuente S de calor residual al primer fluido F1 de trabajo (por ejemplo, CO2 supercrítico) en el primer motor H1 térmico. Entonces, el recuadro IV final en la figura 3 de los dibujos representa el paso de transferir calor del primer fluido F1 de trabajo en el primer motor H1 térmico al segundo fluido F2 de trabajo en el segundo motor H2 térmico para enfriar el fluido F1 de trabajo de CO2 después de la expansión en una turbina T1 del primer motor H1 térmico.
Aunque en este documento se ilustran y describen algunas realizaciones específicas de la invención, los expertos en la técnica apreciarán que existe una variedad de implementaciones alternativas y/o equivalentes. A este respecto, por ejemplo, se observará que el fluido de trabajo en el primer circuito A y/o el segundo circuito B puede ser una mezcla de fluido de trabajo binario, ternario u otro. La mezcla o combinación de fluidos de trabajo se puede seleccionar por los atributos únicos que posee la combinación de fluidos dentro del sistema de recuperación de calor, como se describe en este documento. En el primer circuito A, por ejemplo, una combinación de fluidos de este tipo incluye un absorbente de líquido y una mezcla de CO2 que permite bombear el fluido combinado en estado líquido a alta presión con menos aporte de energía que la requerida para comprimir CO2. En otra realización de ejemplo, el fluido de trabajo puede ser una combinación de CO2 o dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) y uno o más fluidos o compuestos químicos miscibles. En otras realizaciones de ejemplo, el fluido de trabajo puede ser una combinación de CO2 y propano, o CO2 y amoniaco, sin apartarse del alcance de la divulgación.
El uso de la expresión "fluido de trabajo" no pretende limitar el estado o la fase de la materia en la que se encuentra el fluido de trabajo. En otras palabras, el fluido de trabajo puede estar en una fase líquida, una fase gaseosa, una fase supercrítica, un estado subcrítico, o cualquier otra fase o estado en uno o más puntos dentro del ciclo del fluido. El fluido de trabajo puede estar en un estado supercrítico en ciertas porciones de un circuito o ciclo (el "lado de alta presión"), y en un estado subcrítico en otras porciones del circuito o ciclo (el "lado de baja presión"). En otras realizaciones de ejemplo, un circuito o ciclo completo puede operarse y controlarse de manera que el fluido de trabajo esté en un estado supercrítico o subcrítico durante la circulación de todo el circuito.
También debe apreciarse que la realización de ejemplo o las realizaciones de ejemplo ilustradas y descritas en este documento son solo ejemplos y no pretenden limitar el alcance, la aplicabilidad o la configuración de ninguna manera. Más bien, el resumen y la descripción detallada anteriores proporcionarán a los expertos en la técnica una explicación conveniente o un mapa de ruta para implementar al menos una realización de ejemplo, entendiéndose que se pueden realizar diversos cambios en la función y disposición de los elementos descritos en una realización de ejemplo sin apartarse del alcance tal como se establece en las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes legales. Generalmente, esta solicitud está destinada a cubrir cualquiera de dichas adaptaciones o variaciones de las realizaciones específicas de la presente invención como se reivindica en las reivindicaciones.
También se apreciarán que en este documento las expresiones "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "contiene", "que contiene", "tiene", "que tiene" y cualquier variación de los mismos, están destinados a ser entendidos en un sentido inclusivo (es decir, no exclusivo), de modo que el proceso, método, dispositivo, aparato o sistema descrito en este documento puede incluir otros elementos, características, partes o pasos no enumerados expresamente o inherentes a dicho proceso, método, artículo o aparato. Además, las expresiones "un" y "uno, una" usadas en este documento deben entenderse como uno o más, a menos que se indique explícitamente lo contrario. Además, las expresiones "primero", "segundo", "tercero", etc., se utilizan simplemente como etiquetas, y no pretenden imponer requisitos numéricos o establecer una determinada clasificación de importancia de sus objetos.
Claims (11)
1. Un sistema (1) para recuperar y/o utilizar energía térmica residual de una fuente (S) de calor residual, que comprende:
un primer motor (H1) térmico que tiene un primer fluido (F1) de trabajo y que define un primer circuito (A) para la circulación del primer fluido (F1) de trabajo, en donde el primer motor (H1) térmico está configurado y dispuesto para la transferencia de calor de la fuente (S) de calor residual al primer fluido (F1) de trabajo, y
un segundo motor (H2) térmico, especialmente un motor térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC), que tiene un segundo fluido (F2) de trabajo y define un segundo circuito (B) para la circulación del segundo fluido (F2) de trabajo, en donde el segundo motor (H2) térmico está configurado y dispuesto para transferir calor desde el primer fluido (F1) de trabajo al segundo fluido (F2) de trabajo, especialmente para enfriar el primer fluido (F1) de trabajo después de la expansión del mismo en una turbina (T1) del primer motor (H1) térmico, en donde el primer motor (H1) térmico comprende una turbina (t1) y un primer intercambiador (E1) de calor en el primer circuito (A) para transferir calor desde la fuente (S) de calor residual al primer fluido (F1) de trabajo y un segundo intercambiador (E2) de calor en el primer circuito (A) para enfriar el primer fluido (F1) de trabajo después de una expansión del mismo en la turbina (T1) del primer motor (H1) térmico, en donde el segundo intercambiador (E2) de calor también está en el segundo circuito (B) para transferir calor desde el primer fluido (F1) de trabajo al segundo fluido (F2) de trabajo del segundo motor (H2) térmico, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye una segunda turbina (T2) para la expansión del segundo fluido (F2) de trabajo en una posición en el segundo circuito (B) corriente abajo del segundo intercambiador (E2) de calor, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye un circuito (BP) de derivación para derivar la segunda turbina (T2), el circuito de derivación incluye una válvula (V) para regular su funcionamiento, caracterizado porque el primer fluido de trabajo es dióxido de carbono.
2. Un sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye un tercer intercambiador (E3) de calor para enfriar el segundo fluido (F2) de trabajo después de la expansión del mismo en la segunda turbina (T2).
3. Un sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye un cuarto intercambiador (E4) de calor que forma un recuperador en el segundo circuito (B) para recuperar calor del segundo fluido (F2) de trabajo después de su expansión en la segunda turbina (T2).
4. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el primer motor (H1) térmico tiene un quinto intercambiador (E5) de calor para el enfriamiento adicional del primer fluido (F1) de trabajo después de la expansión del mismo en la primera turbina (T1), en donde el quinto intercambiador (E5) de calor está dispuesto en el primer circuito (A) siguiente o corriente abajo del segundo intercambiador (E2) de calor.
5. Un sistema (1), de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo fluido (F2) de trabajo es un hidrocarburo ligero, preferiblemente propano o butano, o un fluido HCFC.
6. Un método para recuperar el calor residual de una fuente (S) de calor residual, que comprende: proporcionar un primer motor (H1) térmico que tiene un primer fluido (F1) de trabajo, en donde el primer fluido de trabajo es dióxido de carbono (CO2),
proporcionar un segundo motor (H2) térmico, especialmente un motor térmico de ciclo Rankine orgánico (ORC), que tiene un segundo fluido (F2) de trabajo;
transferir calor desde la fuente (S) de calor residual al primer fluido (F1) de trabajo en el primer motor (H1) térmico, y transferir calor del primer fluido (F1) de trabajo en el primer motor (H1) térmico al segundo fluido (F2) de trabajo en el segundo motor (H2) térmico, especialmente para enfriar el primer fluido (F1) de trabajo después de la expansión en una turbina (T1) del primer motor (H1) térmico, y que comprende además, opcionalmente, desviar una segunda turbina (T2) del segundo motor (H2) térmico a través de un circuito de desviación.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el paso de transferir calor desde el primer fluido (F1) de trabajo en el primer motor (H1) térmico al segundo fluido (F2) de trabajo en el segundo motor (H2) térmico comprende tanto el enfriamiento el primer fluido (F1) de trabajo después de la expansión del mismo en una turbina (T1) del primer motor (H1) térmico y calentar el segundo fluido (F2) de trabajo en el segundo motor (H2) térmico.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en donde el segundo motor (H2) térmico incluye una segunda turbina (T2) para la expansión del segundo fluido (F2) de trabajo en una posición corriente abajo del segundo intercambiador (E2) de calor.
9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, que comprende además enfriar el segundo fluido (F2) de trabajo en el segundo motor (H2) térmico después de la expansión del mismo en una segunda turbina (T2).
10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, que comprende además recuperar calor del segundo fluido (F2) de trabajo después de la expansión del mismo en una segunda turbina (T2), especialmente mediante transferencia de calor al segundo fluido (F2) de trabajo en una posición adyacente a y/o corriente arriba del segundo intercambiador (E2) de calor.
11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, que comprende enfriar adicionalmente el primer fluido (F1) de trabajo después del paso de transferir calor desde el primer fluido (F1) de trabajo al segundo fluido (F2) de trabajo.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2014/000666 WO2016039655A1 (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | System and method for recovering waste heat energy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2848307T3 true ES2848307T3 (es) | 2021-08-06 |
Family
ID=52774512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES14846776T Active ES2848307T3 (es) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Sistema y método de recuperación de energía térmica residual |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3167166B1 (es) |
| ES (1) | ES2848307T3 (es) |
| RU (1) | RU2673959C2 (es) |
| WO (1) | WO2016039655A1 (es) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201600078847A1 (it) * | 2016-07-27 | 2018-01-27 | Turboden Spa | Ciclo a scambio diretto ottimizzato |
| JP6363313B1 (ja) * | 2018-03-01 | 2018-07-25 | 隆逸 小林 | 作動媒体特性差発電システム及び該発電システムを用いた作動媒体特性差発電方法 |
| US11047265B1 (en) | 2019-12-31 | 2021-06-29 | General Electric Company | Systems and methods for operating a turbocharged gas turbine engine |
| US11480074B1 (en) | 2021-04-02 | 2022-10-25 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods utilizing gas temperature as a power source |
| US12312981B2 (en) | 2021-04-02 | 2025-05-27 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods utilizing gas temperature as a power source |
| US11421663B1 (en) | 2021-04-02 | 2022-08-23 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation |
| US11255315B1 (en) | 2021-04-02 | 2022-02-22 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Controller for controlling generation of geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production |
| US11486370B2 (en) | 2021-04-02 | 2022-11-01 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations |
| US11293414B1 (en) | 2021-04-02 | 2022-04-05 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods for generation of electrical power in an organic rankine cycle operation |
| US11493029B2 (en) | 2021-04-02 | 2022-11-08 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig |
| US11359576B1 (en) | 2021-04-02 | 2022-06-14 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods utilizing gas temperature as a power source |
| US11592009B2 (en) | 2021-04-02 | 2023-02-28 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig |
| US11644015B2 (en) | 2021-04-02 | 2023-05-09 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig |
| JP7743325B2 (ja) * | 2022-02-09 | 2025-09-24 | 三菱重工業株式会社 | 冷熱回収設備及び船舶 |
| US12534990B2 (en) | 2022-12-29 | 2026-01-27 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Power generation assemblies for hydraulic fracturing systems and methods |
| US12180861B1 (en) | 2022-12-30 | 2024-12-31 | Ice Thermal Harvesting, Llc | Systems and methods to utilize heat carriers in conversion of thermal energy |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4760705A (en) * | 1983-05-31 | 1988-08-02 | Ormat Turbines Ltd. | Rankine cycle power plant with improved organic working fluid |
| RU2000449C1 (ru) * | 1990-07-18 | 1993-09-07 | Николай Яковлевич Бутаков | Многоконтурна энергетическа установка |
| WO1995024822A2 (en) * | 1994-03-14 | 1995-09-21 | Ramesh Chander Nayar | Multi fluid, reversible regeneration heating, combined cycle |
| US6009711A (en) * | 1997-08-14 | 2000-01-04 | Ormat Industries Ltd. | Apparatus and method for producing power using geothermal fluid |
| WO2011030285A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Andrew Ochse | Method and apparatus for electrical power production |
| US8490397B2 (en) * | 2009-11-16 | 2013-07-23 | General Electric Company | Compound closed-loop heat cycle system for recovering waste heat and method thereof |
| WO2011119650A2 (en) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | Echogen Power Systems, Llc | Heat engines with cascade cycles |
| BE1019372A3 (nl) * | 2010-06-11 | 2012-06-05 | Schutter Rotterdam B V | Koelsysteem met laag energieverbruik. |
| US20120102996A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | General Electric Company | Rankine cycle integrated with absorption chiller |
| WO2012074940A2 (en) | 2010-11-29 | 2012-06-07 | Echogen Power Systems, Inc. | Heat engines with cascade cycles |
| US8616001B2 (en) | 2010-11-29 | 2013-12-31 | Echogen Power Systems, Llc | Driven starter pump and start sequence |
| US8857186B2 (en) * | 2010-11-29 | 2014-10-14 | Echogen Power Systems, L.L.C. | Heat engine cycles for high ambient conditions |
| JP5862133B2 (ja) * | 2011-09-09 | 2016-02-16 | 国立大学法人佐賀大学 | 蒸気動力サイクルシステム |
| WO2013115668A1 (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Heat engine and method for utilizing waste heat |
| US9145795B2 (en) * | 2013-05-30 | 2015-09-29 | General Electric Company | System and method of waste heat recovery |
-
2014
- 2014-09-08 EP EP14846776.4A patent/EP3167166B1/en active Active
- 2014-09-08 WO PCT/RU2014/000666 patent/WO2016039655A1/en not_active Ceased
- 2014-09-08 RU RU2017111353A patent/RU2673959C2/ru active
- 2014-09-08 ES ES14846776T patent/ES2848307T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017111353A3 (es) | 2018-10-10 |
| RU2017111353A (ru) | 2018-10-10 |
| WO2016039655A1 (en) | 2016-03-17 |
| EP3167166B1 (en) | 2020-11-04 |
| EP3167166A1 (en) | 2017-05-17 |
| RU2673959C2 (ru) | 2018-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2848307T3 (es) | Sistema y método de recuperación de energía térmica residual | |
| ES3023282T3 (en) | System and method for recovery of waste heat from dual heat sources | |
| ES2849436T3 (es) | Motor térmico con descompresión de ciclo de Rankine orgánico mejorado | |
| US8302399B1 (en) | Organic rankine cycle systems using waste heat from charge air cooling | |
| ES2837381T3 (es) | Generación de vapor de procesos mediante una bomba de calor de alta temperatura | |
| ES2901678T3 (es) | Sistema y método de ciclo orgánico de Rankine | |
| US8650879B2 (en) | Integration of waste heat from charge air cooling into a cascaded organic rankine cycle system | |
| JP6230344B2 (ja) | 蒸気タービンプラント | |
| EP3008297B1 (en) | Arrangement and method for the utilization of waste heat | |
| ES2841131T3 (es) | Disposición y método para la utilización de calor residual | |
| CN117514403A (zh) | 一种余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法 | |
| KR102558037B1 (ko) | 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템 | |
| JP2017072124A (ja) | 排熱回収システム | |
| US10408092B2 (en) | Heat exchanger, energy recovery system, and vessel | |
| KR20140085002A (ko) | 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템 | |
| US8739535B2 (en) | Fluid feedback pump to improve cold start performance of organic rankine cycle plants | |
| BRPI1001549A2 (pt) | sistema de ciclo de rankine orgánico e método para proporcionar um sistema de ciclo de rankine orgánico | |
| JP6868022B2 (ja) | 複合サイクルを使用して電力を生成する方法 | |
| CN103790661B (zh) | 一种相变热发电系统 | |
| Patel et al. | A review: Utilization of waste energy to improve the efficiency of the systems | |
| ES2403550B1 (es) | Ciclo rankine orgánico regenerativo de condensación cuasi-crítica. | |
| Bronicki | Development of new configurations of Rankine cycles for the utilization of low temperature heat | |
| TWM439949U (en) | Power generation system for driving reaction and circulation working of medium and heat source and naturally cooled utilizing land | |
| UA9596U (en) | Multi-circuit close-cycle complex for heat utilization with additional generation of electric energy |