JP2000506586A - 熱エネルギーを有用な形態に変換する方法及びシステム - Google Patents
熱エネルギーを有用な形態に変換する方法及びシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
気体作動流(30)を膨張させる(HPT)ことによりそのエネルギーを有用な形態に転換し、膨張気体流(310)をつくり、膨張気体流から抽気流(66)を取りだし、抽気流(66)を抽気流(66)に含まれるよりも高沸点成分が多い稀薄流(40)に吸収させて抽気−稀薄混合流(68)を形成し、抽気−稀薄混合流(68)の少なくとも一部を凝縮させて、凝縮形態にある抽気−稀薄混合流(70)の少なくとも一部を抽気流(66)に含まれるよりも高沸点成分が少ない濃密流を含む次作動流(29)と混合して混合作動流(50)をつくり、混合作動流(50)を外部熱(31)で加熱して気体作動流(30)をつくるることにより、熱力学サイクルを実施する方法。
Description
【発明の詳細な説明】
熱エネルギーを有用な形態に変換する方法及びシステム
発明の詳細な説明
発明の属する技術分野
本発明は、熱エネルギーを有用な形態に変換するための熱力学サイクルの実施
に関する。
発明の背景
ほとんどの火力発電所においては、火炉で作られる高熱(熱エネルギー)の動
力次いで電力への変換は、ランキン(Rankine)サイクルの利用を基にし
ている。米国特許第4,899,545号及び第4,732,005号は、多成
分作動流体の使用を基にした熱力学サイクル過程を記述している。これらのサイ
クルは実質的にランキンサイクルと異なり、効率がさらに高い。米国特許第4,
899,545号の記述されているシステムは、複雑であり電力工業では異例の
構成要素である、蒸留塔を採用している。
発明の要約
1つの態様において、本発明は概ね、熱力学サイクルを実施する方法及び装置
を特徴とする。気体作動流が膨張してそのエネルギーを有用な形態に転換し、膨
張した気体流をつくりだす。抽気流が前記膨張した気体流から取りだされ、前記
抽気流に含まれるよりも高沸点成分を多く含む稀薄流に吸収されて、抽気−稀薄
混合流を形成する。前記抽気−稀薄混合流は少なくとも一部が凝縮している。凝
縮形態にある抽気−稀薄混合流の少なくとも一部が、前記抽気流に含まれるより
も高沸点成分が少ない濃密流を含む次作動流に添加される。次いで前記次作動流
は、後に膨張する前記気体作動流の形成に先立つ、前記抽気−稀薄混合流の凝縮
で放出される熱により再生加熱される。
本発明のある実施の形態は、以下の特徴の1つまたはそれ以上を含む。ある実
施の形態においては、前記次作動流が再生加熱された後に外部熱で加熱されて前
記気体作動流となる。凝縮形態にある前記抽気−稀薄混合流の少なくとも一部が
外部熱により加熱されて、前記次作動流に添加される前に蒸気態になり、また次
作動流は混合されるときには蒸気態である。凝縮形態にある前記抽気−稀薄混合
流の少なくとも一部及び前記次作動流が、前者が後者に添加されるときには液態
である。蒸気態の前記次作動流に、前記抽気−稀薄混合流の第1の部分が液態で
加えられ、抽気−稀薄混合流の第2の部分が加熱されて蒸気態になって加えられ
る。(前記抽気流よりも多い)前記膨張気体流の残余分が1回またはそれ以上再
加熱され、さらに膨張して有用な仕事をさらに行うことができる。前記希薄流及
び濃密流が廃流から作られる。前記抽気流が、希薄流に吸収される前に、前記次
作動流の外部熱での加熱に先立ち次作動流に伝熱することにより冷却される。前
記抽気−稀薄混合流が一部が凝縮した後に、また前記次作動流に添加される前に
、液体成分と蒸気成分に分離される。蒸気成分が次作動流に伝熱して凝縮し凝縮
蒸気成分となり、次いで次作動流に添加される。前記液体成分の少なくとも一部
が前記抽気−稀薄混合流の一部の凝縮からの伝熱により加熱される。液体成分の
一部が液体として次作動流に添加され、液体成分の一部が蒸気に変換されて、蒸
気である次作動流に添加される。前記次作動流が抽気−稀薄混合流からの伝熱に
より蒸気に変換される。膨張気体流の残余分からの熱が、次作動流及び希薄流の
再生加熱に用いられる。抽気流からの熱が、次作動流の再生加熱に用いられる。
別の態様において、本発明は概ね、熱力学サイクルを実施する異なる方法及び
システムを特徴とする。気体作動流は膨張してそのエネルギーを有用な形態に転
換し、廃流となる。前記廃流は、廃流に含まれるよりも高沸点成分が多い希薄流
と残余廃流とに分離される。補給流が前記残余廃流に添加されて補給−残余廃流
混合流を作り、次いで前記補給−残余廃流混合流は凝縮して凝縮残余廃流となる
。前記凝縮残余廃流は濃密流と前記補給流に分離され、前記濃密流は前記廃流に
含まれるよりも高沸点成分が少なく、補給流は濃密流より高沸点成分が多い。
本発明のある実施の形態は、以下の特徴を1つまたはそれ以上有する。前記廃
流が部分的に凝縮して液体及び蒸気成分となり、次いで分離され、蒸気成分は前
記残余廃流となる。液体成分は一部が沸騰し、液態の前記稀薄流と初期部分凝縮
段階に先だって前記廃流に添加される蒸気流に分離される。
また、第2の補給流が前記凝縮残余流から抽出され、前記補給−残余混合流に
添加される。凝縮残余流が第1と第2の流れに分けられ、第1の流れが再生加熱
されて一部が沸騰し、その後液体成分が第1の流れから分離されて第2の補給流
となる。第1の流れから分離された蒸気成分が前記第2の流れに添加され、第2
の流れが再生加熱されて一部が沸騰し、その後第2の流れの液体成分が第2の流
れから分離されて第1の補給流をつくるために用いられる。前記第2の流れの液
体成分が再生加熱されて一部が沸騰し、その後液体成分が第2の流れの液体成分
からさらに分離されて第1の補給流をつくるために用いられる。第2の流れの液
体成分及び前記さらなる液体成分から分離された蒸気は前記濃密流をつくるため
に合流する。
本発明の実施の形態は以下の利点の1つまたはそれ以上を有する。火炉で作ら
れる熱を蒸留塔を必要とせずに機械的及び電気的エネルギーに変換するための熱
力学サイクルにおいて高効率が得られる。前記稀薄流を抽気流と混合することに
より抽気流の比率が下がり、抽気流はさらに稀薄になり、前記次作動流の濃密部
分を加熱するに十分な高温範囲で凝縮する。前記抽気流が次作動流に添加され、
一巡して高圧タービンに戻るため、システム外部への廃棄熱が少なくなり、効率
が改善される。前記濃密流は抽気流の凝縮で放出される再生熱により高圧で蒸気
化される。前記抽気−稀薄混合流は、完全に凝縮した後、同じ流れの凝縮過程で
放出される熱を用いることにより、一部が再生加熱される。蒸留−凝縮サブシス
テムにおいて、前記廃流は利用可能な冷媒により直接凝縮できる圧力より低い圧
力で凝縮し、廃流は非常に稀薄な液体と非常に濃密な液体に分離凝縮する。
本発明のその他の利点及び特徴は、その望ましい実施の形態に関する以下の説
明及び請求の範囲で明らかになる。
図面の簡単な説明
図1は、蒸留−凝縮サブシステムの流れ図である。
図2は、図1のサブシステム、熱再生、再熱及びタービン膨張サブシステムを
含む熱力学サイクルを実施するための装置の流れ図である。
図3は、熱力学サイクルを実施するための装置の別の実施の形態の流れ図であ
る。
望ましい実施の形態の説明
図1及び2を参照すると、熱力学サイクルを実施するための装置300は図1
に示される蒸留−凝縮サブシステム(DCSS)312及び図2にDCSS31
2とともに示される熱再生、再熱、タービン膨張サブシステム314を含む。サ
ブシステム314はさらに沸騰―凝縮熱再生サブシステム316、火炉沸騰及び
蒸気熱再生サブシステム318並びに過熱再熱及びタービン膨張サブシステム3
20に分解される。
沸騰―凝縮熱再生サブシステム316は再生熱交換器HE−16,HE−17
,HE−18,HE−19,HE−20,HE−21,HE−22,HE−23
及びHE−24を含む(略称“HE”は図面に表されていないことに注意された
い)。本サブシステムはまた、重力分離器S6,給水ポンプP6,並びにポンプ
P5,P7及びP8も含む。
火炉沸騰及び蒸気再熱サブシステム318は、火炉熱交換器HE−34並びに
熱交換器HE−13,HE−14及びHE−15を含む。
過熱再熱及びタービン膨張サブシステム320は、過熱器熱交換器HE−31
,HE−32及びHE−33並びにタービン:高圧タービン(HPT)、中圧タ
ービン(IPT)及び低圧タービン(LPT)を含む。
システム300は作動流体として少なくとも2種の成分の混合物を利用する。
適当な混合物には、水−アンモニア、水−二酸化炭素、その他がある。以下の説
明は作動流体として水−アンモニアの使用を基にしている;これは上で参照した
特許で説明されたものと同じ作動流体である。まずDCSS312を、図1及び
流れ図に示される点における流れの状態を説明する表1を参照して、詳細に説明
する。
蒸留−凝縮サブシステム312
廃作動流体は、完全に膨張し、点38におけるパラメータを有する乾燥飽和蒸
気状態に相当するパラメータまで冷却されてDCSS312に入る(図1及び2
参照)。図1を参照すると、点156におけるパラメータを有する飽和蒸気流(
下記参照)が、点38におけるパラメータを有する前記廃流と混合されて点15
7におけるパラメータを有する蒸気流をつくる。その後、点157におけるパラ
メータを有する前記蒸気流は熱交換器HE−1及びHE−2を通過する2つの
副流に分けられ、前記熱交換器で冷却されて一部は凝縮し、それぞれ点154及
び153におけるパラメータをとる。その後点153及び154におけるパラメ
ータを有する流れは合流して、点152におけるパラメータをもち重力分離器S
4に送られる流れを形成する。重力分離器S4において、液体が蒸気から分離さ
れる。重力分離器S4からの液流は、点151におけるパラメータを有し、流れ
157−154への向流となって熱交換器HE−1に送られ(上記参照)、そこ
でこの流れの一部は沸騰する。前記流れは点155におけるパラメータを有して
熱交換器HE−1を出て、次いで重力分離器S3に入る。重力分離器S3におい
て蒸気が液体から分離され、この蒸気は点156におけるパラメータを有して、
点38におけるパラメータを有する前記入来廃流に混合され、点157における
パラメータを有する蒸気流をつくる(上記参照)。重力分離器S3で分離された
液体は、点40におけるパラメータを有してDCSS312を出て、沸騰−凝縮
熱再生サブシステム316(図2;下記参照)に送られる。この流れは、点40
において、稀薄流と称され、前記入来廃流に点38において含まれるよりも高沸
点成分(水)を多く含む。
重力分離器S4で分離された蒸気(上記参照)は、乾燥飽和蒸気状態にある。
この蒸気流は点138におけるパラメータを有し、残余廃流と称され、熱交換器
HE−5を通過して、そこで冷却され一部は凝縮して点16におけるパラメータ
をとる。その後点16におけるパラメータを有する前記残余廃流は、点19にお
けるパラメータを有し第1の補給流と称される液流と混合されて、点17におけ
るパラメータを有する一部が凝縮した作動流体の新しい流れが作られることにな
る。得られた流れは補給−残余廃流混合流と称される。望ましい実施の形態にお
いては、点19におけるパラメータを有する液体は点16におけるパラメータを
有する流れと熱力学的平衡にあり、この平衡の結果、点16,19及び17にお
ける温度及び圧力は等しい。次いで点17におけるパラメータを有する前記補給
−残余廃流混合流は2つの副流に分けられて熱交換器HE−6及びHE−7を通
過し、再び合流するさせられる前に、それぞれ点128及び129におけるパラ
メータをとる。これら2つの熱交換器において、点17におけるパラメータを有
する副流はさらに冷却され凝集して熱を放出する。前記副流は点128及び12
9におけるパラメータを有し、よって前記補給−残余廃流混合流は点15におけ
るパラメータを有する。次いで点110におけるパラメータを有し第2の補給流
と称される液体が、点15におけるパラメータを有する前記補給−残余廃流混合
流に添加され、この結果補給−残余廃流混合流は点18におけるパラメータを有
することになる。前記混合の結果として、点18における前記流れの組成は点1
5における流れの組成より稀薄になる。すなわち、点15におけるパラメータを
有する流れより水を多く含む。その後点18におけるパラメータを有する前記流
れは低圧復水器HE−12を通過し、そこで完全に凝縮して点1におけるパラメ
ータをとる。(点1における)前記流れは凝縮残余流と称される。凝縮熱は、点
23におけるパラメータをもって熱交換器HE−12に入り、点59におけるパ
ラメータを有して前記熱交換器を出て行く冷媒(水または大気)流により運び去
られる。
点138及び16における組成の前記残余流並びに点17及び点15における
組成を有する初期補給−残余廃流混合流は、点1に相当する圧力及び温度では完
全には凝縮し得ないことに注意されたい。点110におけるパラメータを有する
第2の補給流との最終混合後においてのみ、点18におけるパラメータを有する
最終補給−残余廃流混合流は、残余廃流が点1で完全に凝縮できる、組成を得る
ことができる。
点1におけるパラメータを有する前記凝縮残余流は、次いで2つの副流に分け
られる。前記副流の1つは循環ポンプP1に入り加圧されて、点2におけるパラ
メータをとる。その後、点2におけるパラメータを有する液流は2つの副流に分
けられる。次いでこれらの副流の1つは流れ17−129に対する向流となって
熱交換器HE−6を通過する(上記参照)。熱交換器HE−6を通過するこの副
流は、まず加熱され、飽和液体状態に相当する点3におけるパラメータをとり、
次いで一部が蒸気化して点105におけるパラメータをとる。点2におけるパラ
メータを有する流れから分けられたもう1つの副流は、点8におけるパラメータ
を有する。点105におけるパラメータを有する一部が沸騰した流れは、次いで
重力分離器S5に入り、そこで、点106におけるパラメータを有する蒸気と、
点107におけるパラメータを有する液体とに分離される。点106におけるパ
ラメータを有する蒸気流は、次いで点8におけるパラメータを有する前記液流と
混合され、点73におけるパラメータを有する流れをつくる。点73におけるパ
ラメータを有する前記流れは中圧復水器HE−11に入り、そこで冷却され完全
に凝縮し、点74におけるパラメータをもってこの熱交換器を出て行く。冷却は
、点23における初期パラメータを有し前記流れ73−74に対する向流となっ
て熱交換器HE−11を通過して、点99における出口パラメータをとる冷媒に
よって行われる。点107におけるパラメータを有する、重力分離器S5からの
前記液流は熱交換器HE−8を通過し、そこで冷却されて点109におけるパラ
メータをとる。その後、この点109におけるパラメータを有する液流はスロッ
トルバルブTV2を通過し、そこで減圧され、次いでそれぞれ点110及び11
1におけるパラメータを有する2つの副流に分けられる。点110におけるパラ
メータを有し、点109におけるパラメータをとる流れの大部分に相当する流れ
は、絞り込まれた後、次いで点15におけるパラメータを有する前記初期補給−
残余廃流混合流と混合されて、点18におけるパラメータをもつ前記最終補給−
残余廃流混合流をつくる、前記第2の補給流である(上記参照)。
点74におけるパラメータを有する前記完全凝縮流は、循環ポンプP2により
加圧されて高圧凝縮状態となり、点72におけるパラメータをとる。その後、こ
の点72におけるパラメータを有する液流はそれぞれ点76及び115における
パラメータを有する2つの副流に分けられる。点1におけるパラメータを有する
前記凝縮残余流の一部(上記参照)は、点111におけるパラメータを有する前
記流れと混合され、点133におけるパラメータを有する液流をつくる。その後
、この点133におけるパラメータを有する流れは循環ポンプP3に入り、そこ
で加圧されて高圧凝縮状態になり、点7におけるパラメータをとる。次いでこの
点7におけるパラメータを有する液流は、それぞれ点9及び112におけるパラ
メータを有する2つの副流に分けられる。その後点76及び9におけるパラメー
タを有する前記流れは混合され、点75におけるパラメータを有する流れをつく
る。点115及び112におけるパラメータを有する前記流れは、合流して点1
13におけるパラメータを有する流れをつくる。点113におけるパラメータを
有する流れの組成が、点1におけるパラメータを有する流れの組成より稀薄であ
るこ
とが必要であれば、点113におけるパラメータを有する前記流れは点1及び1
11におけるパラメータを有する流れ(上記参照)を混合することによりつくら
れる。この場合、点115におけるパラメータを有する流れの流量はゼロに等し
い。点113におけるパラメータを有する流れの組成が、点1におけるパラメー
タを有する流れの組成より濃密であることか必要であれば、この場合は、点11
3におけるパラメータを有する流れは点115及び112におけるパラメータを
有する流れを混合することによってつくられ、点111におけるパラメータを有
する前記流れの流量がゼロに等しい。見てわかるように、点113におけるパラ
メータをもつ前記流れは、点1におけるパラメータを有する前記流れを点115
におけるパラメータを有する流れまたは点111におけるパラメータを有する流
れのいずれかとの混合によってつくられ、これら両者との混合ではつくられない
。
その後、点113におけるパラメータを有する前記流れは、熱交換器HE−7
,HE−8及びHE−9を通過する3つの副流に分けられる。これらの流れはそ
れぞれの熱交換器により加熱され、それぞれ点125,124及び123におけ
るパラメータをとる。次いで、これら3つの流れは合流し、点4におけるパラメ
ータを有する流れをつくる。この点4におけるパラメータを有する流れの温度は
、点16におけるパラメータを有する流れ(上記参照)の温度より若干低い。点
4におけるパラメータを有する前記流れの組成は、点115及び1における組成
を有する流れの混合あるいは点1及び111における組成を有する流れの混合よ
りつくられるから(上記参照)、点4におけるパラメータを有する前記流れは、
飽和液体状態あるいはそれに非常に近い状態になるようにつくられる。よって、
前記流れは混合されて、点4におけるパラメータを有する流れに必要な組成を得
る。点4におけるパラメータを有する前記流れは、熱交換器HE−5,HE−4
及びHE−3に送られる3つの副流に分けられ、これらの流れはそれぞれの熱交
換器で加熱され一部が沸騰して、それぞれ点132,131及び130における
パラメータをとる。その後これらの3つの副流は再び合流して、点5におけるパ
ラメータを有する流れをつくる。次いで点5におけるパラメータを有する流れは
重力分離器S2に入り、そこで点166におけるパラメータを有する飽和蒸気と
、点165におけるパラメータを有する飽和液体とに分離される。点165にお
ける
パラメータを有する流れは。次いで熱交換器HE−2に輸送され(上記参照)、
点174におけるパラメータをとる。その後点174におけるパラメータを有す
る流れは熱交換器HE−2を通過し、そこで流れ157−153の部分的凝縮過
程で放出される熱により(上記参照)加熱されて一部は沸騰し、点175におけ
るパラメータをとる。点175におけるパラメータを有する流れは重力分離器S
1に送られ、そこで点176におけるパラメータを有する飽和蒸気と点10にお
けるパラメータを有する飽和液体とに分離される。点10におけるパラメータを
有する飽和液体は熱交換器HE−4を通過し、そこで冷却され、流れ4−131
に熱を供給して(上記参照)、点12におけるパラメータをとる。点12におけ
るパラメータを有する冷却された液体は、スロットルバルブTV1を通過し、そ
こで減圧されて点19におけるパラメータをとる。第1の補給流と称され点19
におけるパラメータを有する前記流れは、次いで点16におけるパラメータを有
する前記残余廃流と混合されて、点17におけるパラメータを有する初期補給−
残余廃流混合流をつくる(上記参照)。点176におけるパラメータを有する重
力分離器S1からの蒸気流は、点166におけるパラメータを有する重力分離器
S2からの蒸気流(上記参照)と混合され、この混合の結果として、点6におけ
るパラメータを有する蒸気流がつくられる。点6におけるパラメータを有する蒸
気はアンモニア濃度が非常に高い、いわゆる濃密蒸気である。点6におけるパラ
メータを有する蒸気流は熱交換器HE−3を通過し、そこで熱を放出しながら冷
却され一部は凝縮して、点116におけるパラメータをとる。その後、点116
におけるパラメータを有する流れは熱交換器HE−9を通過し、そこで熱を放出
しながらさらに冷却され凝縮して、点118におけるパラメータをとる。その後
点118におけるパラメータを有する流れは点75におけるパラメータを有する
流れ(上記参照)と混合されて、点13におけるパラメータを有する濃密流をつ
くる。点13におけるパラメータを有する濃密流は高圧復水器HE−10を通過
し、そこで冷媒(流れ23−58)により完全に凝縮し、点14におけるパラメ
ータをもって熱交換器HE−10を出る。その後点14におけるパラメータを有
する液体濃密流は、給水ポンプP4により所期の高圧まで加圧されて、点21に
おけるパラメータをとる。次いで点21におけるパラメータを有する濃密流は熱
交換器HE−9を通過しそこで加熱されて、点119におけるパラメータをとる
。その後点119におけるパラメータを有する流れは熱交換器HE−3を通過し
そこでさらに加熱されて、点29におけるパラメータをとる。次いで点29にお
けるパラメータを有する濃密流はDCSS312を出て沸騰−凝縮熱再生サブシ
ステム316に入る。
DCSS312は2つの目的:a)点138におけるパラメータを有する蒸気
流を、利用できる冷媒による直接凝縮が可能な圧力より低い圧力になるまで凝縮
させること、及びb)点38におけるパラメータを有する前記廃流を2つの凝縮
副流、すなわち、点40におけるパラメータを有する非常に稀薄な液体(上記参
照)である前記稀薄流及び点29におけるパラメータを有する非常に濃密な液体
である前記濃密流とに分けること、を達成する。点40及び29におけるパラメ
ータを有する流れが混合されれば、得られる流れは点38におけるパラメータを
有する前記廃流の重量、流量及び組成を有することになる。
沸騰−凝縮熱再生サブシステム316,火炉沸騰−蒸気熱再生サブシステム3 18,及び過熱再熱−タービン膨張サブシステム320
図2を参照すると、点29におけるパラメータをもつ前記濃密流及び点40に
おけるパラメータをもつ前記稀薄流が、DCSS312から前記沸騰−凝縮熱再
生サブシステム316に入る。DCSS312からの濃密流は、以下に詳細に説
明するように、様々な他の流れで補充され、再び合流する副流にわけられ、高圧
タービンHPTに流れる途上で再生的にまた外部熱で加熱される、前記次作動流
の土台をなす。点29におけるパラメータを有する前記次作動流は給水ポンプP
6に入り、そこで所要高圧まで加圧されて点22におけるパラメータをとる。そ
の後点22におけるパラメータを有する前記次作動流は2つの副流に分けられて
点70におけるパラメータを有する液体流と混合される。点70における流れは
、以下に説明するように、抽気−稀薄混合流から分離されたより濃密な蒸気−液
体凝縮留分を含む。点70における流れの組成は点22における前記次作動流の
組成とは異なるから、それぞれ点196及び197におけるパラメータを有する
組成の異なる2つの副流をつくることができる。その後点196及び197にお
ける組成を有する流れは、それぞれ熱交換器HE−21及びHE−20を通過し
、
そこで加熱されてそれぞれ点198及び199におけるパラメータをとる。次い
で点198及び199におけるパラメータを有する副流は合流し、結果として得
られる、再合流した次作動流は点50におけるパラメータをもち、この流れの組
成に対する臨界圧力を上回る圧力を有する。点50におけるパラメータをもつ前
記次作動流は、熱交換器HE−23及びHE−24を通過する2つの副流に分け
られ、そこで加熱されて、それぞれ点141及び142におけるパラメータをと
る。点50におけるパラメータをもつ流れは過冷却液体状態にあり、一方点14
1及び142におけるパラメータを有する流れは過熱蒸気状態にある。次いで点
141及び142におけるパラメータを有する流れは合流し、前記次作動流は今
度は点143におけるパラメータを有する。点143におけるパラメータをもつ
次作動流は点46におけるパラメータを有する過冷却液体流と混合されて、点1
44におけるパラメータをとる。点46における液体は、以下に説明するように
、抽気−稀薄混合流から分離された液体成分の一部である。本提案システムの望
ましい実施の形態においては、点143及び46におけるパラメータを有する流
れの混合は、得られた、点144におけるパラメータをもつ次作動流の温度が点
143におけるパラメータをもつ流れの温度と等しいかあるいは非常に近くなる
ように行われる。その後点144におけるパラメータをもつ次作動流は2つの副
流に分けられて熱交換機HE−17及びHE−18を通過し、それぞれ点147
及び148におけるパラメータをとる。次いで点147及び点148におけるパ
ラメータをもつ流れは合流し、得られた次作動流は今度は点87におけるパラメ
ータをもつ。必要であれば、点83におけるパラメータを有する補助流を点87
におけるパラメータを有する前記次作動流に添加して、点81におけるパラメー
タを有する次作動流とすることもできる。前記望ましい実施の形態においては、
点144における組成は点144におけるパラメータをもつ流れが飽和蒸気状態
またはそれに近い状態になるように選ばれる。点81におけるパラメータをもつ
流れは飽和蒸気状態あるいは(点83におけるパラメータをもつ流れが添加され
れば)蒸気−液体混合状態にある。次いで点81におけるパラメータをもつ次作
動流は、熱交換器HE−14及びHE−15を通過する2つの副流に分けられそ
こで加熱されて、それぞれ点188及び88におけるパラメータをとる。その後
点
188及び88におけるパラメータを有する流れは合流し、点80におけるパラ
メータを有する次作動流となる。点80におけるパラメータをもつ次作動流は、
次いでボイラーHE−34からくる、点186におけるパラメータを有する蒸気
流と混合される。点186における蒸気流は、以下で説明するように、抽気−稀
薄混合流から分離された液体成分の一部で、ボイラーHE−34で蒸気化された
ものである。混合後、次作動流は点63におけるパラメータをもつ蒸気の形態に
ある。点63におけるパラメータをもつ次作動流は再生熱交換器HE−13を通
過し、そこで加熱されて点62におけるパラメータをとる。その後点62におけ
るパラメータをもつ次作動流は過熱器HE−31を通過し、そこで火炉による熱
でさらに加熱されて点30におけるパラメータをとる。点30におけるパラメー
タをもつ流れは気体作動流と称され、高圧タービン(HPT)を通過し、そこで
膨張して動力をつくりだし、点310におけるパラメータをもつ膨張気体流とし
て前記タービンを出る。点310におけるパラメータを有する、HPTを出た前
記膨張気体流は、次いで点31におけるパラメータを有する抽気流と点311に
おけるパラメータを有する残余膨張気体流とに分けられる。点311におけるパ
ラメータをもつ残余膨張気体流は、点38におけるパラメータをもつ前記廃流と
重量で表した流量が等しい。前記残余膨張気体流はさらなる膨張及び熱再生の対
象である(以下参照)。点31におけるパラメータを有する前記抽気流は、高い
初期圧を有する次作動流を加熱するための再生熱を供給するために用いられる。
抽気流は熱交換器HE−13を流れ63−62に対する向流として通過し(上記
参照)、そこで流れ63−62に熱を供給しながら冷却されて、点84における
パラメータをとる。その後点84におけるパラメータをもつ抽気流は熱交換器H
E−15を通過し、そこで流れ81−88に熱を供給しながらさらに冷却されて
、点34におけるパラメータをとる。
点40におけるパラメータをもち、前記沸騰−凝縮熱再生サブシステム316
に入る前記稀薄流は循環ポンプP5に入り、そこで前記抽気流の圧力とほぼ等し
い圧力まで加圧されて、点41におけるパラメータをとる。点41におけるパラ
メータをもつ稀薄流は熱交換器HE−22を通過し、そこで加熱されて点42に
おけるパラメータをとる。その後点42におけるパラメータをもつ稀薄流は熱交
換器HE−19を通過し、そこでさらに加熱されて点44におけるパラメータを
とる。点44におけるパラメータをもつ稀薄流は過冷却液体状態にある。同時に
、点34におけるパラメータをもつ前記抽気流は通常過熱蒸気状態にある。それ
ぞれ点34及び43におけるパラメータをもつ抽気流及び稀薄流は混合されて、
点45におけるパラメータをもち、蒸気−液体混合状態にある前記抽気−稀薄混
合流をつくる。点45におけるパラメータを有する抽気−稀薄混合流は2つの副
流に分けられる。副流の1つは熱交換器HE−17を通過し、そこで流れ144
−147に熱を与えながら(上記参照)冷却され一部は凝縮して、点49におけ
るパラメータをとる。その後点49におけるパラメータをもつ流れは熱交換器H
E−23を通過し、そこで流れ50−141に熱を与えながら(上記参照)さら
に冷却されて凝縮して、点208におけるパラメータをとる。点45におけるパ
ラメータをもつ前記抽気−稀薄混合流から分けられた第2の副流は、熱交換器H
E−16を通過し、そこで冷却され一部は凝縮して点207におけるパラメータ
をとる。次いで点208及び207におけるパラメータをもつ流れは合流して、
点65におけるパラメータをもつ一部が凝縮した混合気である抽気−稀薄混合流
となる。点65におけるパラメータをもつ抽気−稀薄混合流は重力分離器S6に
入り、そこで点66におけるパラメータを有する飽和蒸気成分と点67における
パラメータを有する飽和液体成分とに分離される。点67におけるパラメータを
有する飽和液体成分は、点64及び170におけるパラメータを有する2つの副
流に分けられる。点64におけるパラメータをもつ流れは点66におけるパラメ
ータを有する前記蒸気成分と混合されて、点68におけるパラメータを有するよ
り濃密な蒸気−液体留分流をつくる。点68におけるパラメータをもつ前記より
濃密な蒸気−液体留分流は熱交換器HE−20を通過し、そこで流れ197−1
99に熱を与えながら(上記参照)、最終的に完全に凝縮して点69におけるパ
ラメータをとる。点69におけるパラメータをもつ流れは次いで循環ポンプP7
に入り、そこで加圧されて点70におけるパラメータをとる。その後点70にお
けるパラメータをもつ流れは、点22におけるパラメータを有し、この点ではD
CSS312からの前記濃密流のみを含む、前記次作動流と混合される(上記参
照)。
点170におけるパラメータを有する、重力分離器S6からの前記より稀薄な
液体留分流は循環ポンプP8に入り、そこで加圧されて点171におけるパラメ
ータをとる。その後点171におけるパラメータを有するより稀薄な液体留分流
は2つの副流に分けられる。これらの副流の1つは熱交換器HE−16を通過し
、そこで凝縮過程45−207で放出される熱により加熱されて(上記参照)、
点71におけるパラメータをとる。点46におけるパラメータを有するもう1つ
の副流は、蒸気形態にあり点143におけるパラメータを有する前記次作動流と
混合されて、点144におけるパラメータを有する次作動流となる(上記参照)
。点71におけるパラメータを有する液流は点82及び83におけるパラメータ
を有する2つの副流に分けられる。点83におけるパラメータを有する流れは、
点87におけるパラメータを有する流れに添加することができる(上記参照)。
点82におけるパラメータをもつ流れはボイラーHE−34を通過して、そこで
火炉の熱により加熱されて完全に蒸気化し、点186におけるパラメータをとる
。点186におけるパラメータを有する蒸気流は同じく蒸気形態にあり点80に
おけるパラメータを有する次作動流と混合されて、点63におけるパラメータを
有する次作動流となる(上記参照)。
点311におけるパラメータをもつ前記膨張気体流(上記参照)は再熱器HE
−32に入り、そこで火炉の熱により加熱されて点35におけるパラメータをと
る。その後この蒸気流は中圧タービン(IPT)に入り、そこでさらに膨張して
動力をつくりだし、点145におけるパラメータを有するさらに膨張した流れと
なる。点145におけるパラメータを有する前記さらに膨張した流れは第2の再
熱器HE−33を通過し、そこで再び火炉の熱により加熱されて、点146にお
けるパラメータをとる。点146におけるパラメータを有する流れは低圧タービ
ン(LPT)を通過し、そこでさらに膨張して動力をつくりだし、点36におけ
るパラメータをとる。点36におけるパラメータを有する蒸気流は廃流と称され
る。廃流は熱交換器HE−14を通過し、そこで流れ81−188に熱を与えな
がら冷却されて、点33におけるパラメータをとる。次いで点33におけるパラ
メータを有する廃流は2つの副流に分けられる。副流の1つは熱交換器HE−1
9を通過し、そこで流れ42−44に熱を与えながらさらに冷却されて、点20
5におけるパラメータをとる。もう1つの副流は熱交換器HE−18を通過し、
そこで流れ144−148に熱を与えながら冷却されて点149におけるパラメ
ータをとる。次いで点149におけるパラメータを有する副流は熱交換器HE−
24を通過し、流れ50−142に熱を与えながらさらに冷却されて点206に
おけるパラメータをとる。点205及び206におけるパラメータを有する副流
は次いで合流し、点37におけるパラメータを有する廃流となる。未だに蒸気形
態にあって点37におけるパラメータを有する廃流は、次いで2つの副流に分け
られる。これらの副流の1つは熱交換器HE−22を通過しそこで流れ41−4
2に熱を供給しながら(上記参照)冷却されて、点201におけるパラメータを
とる。もう1つの副流は熱交換器HE−21を通過し、そこで流れ196−19
8に熱を与えながら(上記参照)冷却されて、点202におけるパラメータをと
る。次いで点201及び202におけるパラメータを有する副流は合流し、点3
8におけるパラメータを有する廃流となる。点38におけるパラメータをもつ廃
流は次いでDCSS312に送られる。これで全過程を一巡した。
本説明からわかるように、点31におけるパラメータをもつ前記抽気流はまず
熱再生により冷却され、次いで点44におけるパラメータを有する、作動流の予
備加熱された稀薄成分流と混合されて、点45におけるパラメータをもつ前記抽
気−稀薄混合流を作る。前記混合により前記抽気流の組成比が減少し、抽気流は
より稀薄になり、点22における初期パラメータをもつ作動流の濃密成分をもつ
前記次作動流を加熱するに十分な高温範囲において抽気流が凝縮できる。さらに
、点45における初期パラメータをもつ前記抽気−稀薄混合流の凝縮過程におけ
る放出熱の温度は、点22における初期パラメータをもつ濃密組成の流れの初期
加熱には不必要なほど高くさえある。このため、点45における初期パラメータ
をもつ抽気−稀薄混合流の一部凝縮後、この流れを点170におけるパラメータ
をもつ液体と点68におけるパラメータをもつ濃密化された液体−蒸気混合物に
分離し、次いで点22におけるパラメータを有する濃密化された組成の作動流体
の一部の初期加熱のために熱を与えながら前記濃密化された混合物を完全に凝縮
させることができる。前記初期加熱は前記濃密化された流れの凝縮により行われ
るから、この濃密化され完全に凝縮した流れをポンプP7で加圧して高圧にし、
これを点22におけるパラメータを有する次作動濃密流と混合することができる
。
前記抽気流は前記次作動流に添加され、一巡して高圧タービンに戻るから、本シ
ステムの外部への熱廃棄は少なくなり、効率が改善される。前記濃密流は抽気流
の凝縮で放出される再生熱により高圧で蒸気に変換される。また前記抽気−稀薄
混合流の一部は、完全に凝縮した後、同じ流れの凝縮過程で放出される熱により
再生加熱される。また濃密化部分が前記抽気−稀薄混合流から分離され、DCS
S312からの次作動流の濃密部分と混合される。
別の実施の形態
本発明の別の実施の形態は特許請求の範囲にある。例えば、ただ1つの再熱器
をもつか、あるいは全く再熱器のない2段タービンとするか、あるいは1段ター
ビンとすることが可能である。
図3は、図3で316’と表される、簡略化された別の沸騰−凝縮熱再生サブ
システムを示す。本システムのこの変型は同じDCSS312,火炉沸騰一蒸気
熱再生サブシステム318,及び過熱再熱−タービン膨張サブシステム320を
有する。図2の実施の形態におけるように、DCSS312はそれぞれ点40及
び29におけるパラメータをもつ稀薄流及び濃密流をつくる。その後、点29に
おけるパラメータをもつ前記次作動流が給水ポンプP6により加圧されて高圧と
なり、(図2の実施例と同じく)点22におけるパラメータをとる。点40にお
けるパラメータをもつ前記稀薄流は、循環ポンプP5により加圧されて中圧にな
り、(図2の実施例と同じく)点41におけるパラメータをとる。その後、点4
1におけるパラメータを有する稀薄流は熱交換器HE−20に入り、そこで降下
してくる抽気−稀薄混合流の副流(下記参照)により加熱されて点44における
パラメータをとる。蒸気形態にあり点34におけるパラメータを有する前記抽気
流は沸騰−凝縮熱再生サブシステム316’に入り、点44におけるパラメータ
を有する稀薄流と混合されて、(上記図2の実施の形態と同じく)点45におけ
るパラメータをもつ抽気−稀薄混合流を作る。その後、点45におけるパラメー
タをもつ抽気−稀薄混合流は3つの副流に分けられる。これらの副流の1つは点
54におけるパラメータをもち、熱交換器HE−20を通過して、流れ41−4
4に熱を与えながら完全に凝縮し過冷却され、点64におけるパラメータをとる
。もう1つの副流は点53におけるパラメータをもち、熱交換器HE−18を通
過
して、そこで熱を放出しながら一部が凝縮して点49におけるパラメータをとる
。次いで点49におけるパラメータをもつ副流は熱交換器HE−19を通過し、
そこで熱を放出しながら完全に凝縮し過冷却されて点52におけるパラメータを
とる。次に点64及び52におけるパラメータをもつ流れは混合されて、点66
におけるパラメータをもつ流れをつくる。点45における初期パラメータをもつ
流れから分けられた第3の副流は熱交換器HE−21を通過し、そこで熱を放出
しながら一部が凝縮して、点161におけるパラメータをとる。次いで点161
におけるパラメータをもつ副流は熱交換器HE−22を通過し、そこで完全に凝
縮し過冷却されて、点67におけるパラメータをとる。次に、点67におけるパ
ラメータをもつ副流は点66におけるパラメータをもつ流れと混合され、点68
におけるパラメータを有する抽気−稀薄混合流をつくることになる。その後、点
68におけるパラメータをもつ抽気−稀薄混合流は熱交換器HE−25を通過し
、そこで熱を放出しながらさらに冷却されて点69におけるパラメータをとる。
流れ68−69で放出される熱は、点22における初期パラメータをもち、熱交
換器HE−25を通過して点27におけるパラメータをとることになる、(初期
には前記濃密流のみを含む)次作動流を過熱するために用いられる。凝縮し過冷
却された形態にあり点69におけるパラメータを有する抽気−稀薄混合流は、循
環ポンプP7により高圧まで加圧されて点70におけるパラメータをとる。点3
7におけるパラメータをもつ低圧蒸気の前記廃流は沸騰−凝縮熱再生サブシステ
ム316’に入り、熱交換器HE−23を通過し、そこで熱を放出しながら冷却
され、点159におけるパラメータをとる。その後、点159におけるパラメー
タをもつ廃流は熱交換器HE−24を通過し、そこで熱を放出しながらさらに冷
却されて点38におけるパラメータをとる。次いで点38におけるパラメータを
もつ廃流は、(上述した図1の実施の形態と同じ)DCSS312に入る。液体
形態にあり点70におけるパラメータを有する抽気−稀薄混合流は、熱交換器H
E−22及びHE−24を通過し、それぞれ点169及び170におけるパラメ
ータをとる2つの副流に分けられる。次いで点170におけるパラメータをもつ
流れは2つの副流に分けられる。これらの副流の1つは点160におけるパラメ
ータをもち、点169におけるパラメータを有する流れと混合されて熱交換器H
E
−21を通過する新しい流れとなり、そこで加熱されて点171におけるパラメ
ータをとる。点170におけるパラメータをもつ流れから分けられたもう1つの
副流は、熱交換器HE−23を通過し、そこで加熱されて点172におけるパラ
メータをとる。その後、点171及び172におけるパラメータをもつ流れは合
流して点71におけるパラメータを有する抽気−稀薄混合流となる。点71にお
けるパラメータをもつ抽気−稀薄混合流は飽和液体形態にあるか若干過冷却状態
にある。次いで、点71におけるパラメータをもつ抽気−稀薄混合流はそれぞれ
点82及び46におけるパラメータをもつ2つの副流に分けられる。点82にお
けるパラメータをもつ流れは次いで(上述の図2の実施例のシステムに同じく)
前記火炉沸騰−蒸気熱再生サブシステム318に入る。
点27におけるパラメータをもつ濃密液体の前記次作動流(上記参照)は、熱
交換器HE−19を通過し、そこで流れ49−52で放出される熱により過熱さ
れて点50におけるパラメータを有する過熱蒸気に変換される。その後点50に
おけるパラメータをもつ次作動流は、液体形態にあり点46におけるパラメータ
を有する抽気−稀薄混合流と混合され、蒸気−液体混合状態にある、点51にお
けるパラメータを有する次作動流となる。点50及び46におけるパラメータを
有する流れの前記混合は、点51におけるパラメータを有する、混合で得られた
次作動流の温度が、点50におけるパラメータを有する次作動流の温度に等しい
かあるいは非常に近くなるようにして行われる。次いで、点51におけるパラメ
ータを有する次作動流は熱交換器HE−18を通過し、そこで加熱され完全に蒸
気化して、点87におけるパラメータをとる。その後、点87におけるパラメー
タをもつ次作動流は、点71におけるパラメータを有する少量の抽気−稀薄混合
流と混合されて組成を変えることもできる。点87におけるパラメータを有する
流れに加えられる前記少量の流れは、点83におけるパラメータを有する。混合
後得られる次作動流は、通常飽和蒸気形態に相当する、点81におけるパラメー
タを有する。次いで(上述の図2の実施の形態に同じく)点81におけるパラメ
ータをもつ次作動流は前記火炉沸騰−蒸気熱再生サブシステム318に送られる
。
以上のように、本提案のシステムの上記簡略化された変型は、沸騰−凝縮熱再
生サブシステム316の構成の差の分だけ、図2の実施の形態と異なる。本簡略
化沸騰−凝縮熱再生サブシステム316’においては、前記抽気−稀薄混合流は
、上述した図2における分離器S6におけるように、濃密成分と稀薄成分に分離
されることがない。
図2及び図3の実施の形態におけるDCSS312の重要点のパラメータはい
ずれも同じであり、表1に表されている。図2の実施の形態のDCSS312を
除く部分の全重要点のパラメータは表2に表されている。図3の実施の形態のD
CSS312を除く部分の全重要点のパラメータは表3に表されている。
図2のシステムは48.65%に等しいパワーサイクル効率を有し、ボイラー
損失及び補助的なものを含めた全体システム効率は44.08%に等しい。前記
簡略化された沸騰−凝縮熱再生サブシステム316’をもつ図3のシステムは、
48.29%に等しいパワーサイクル効率を有し、ボイラー損失及び補助的なも
のを含めた全システム効率は43.8%に等しい。見てわかるように、簡略化さ
れた沸騰−凝縮熱再生サブシステム316’をもつ図3のシステムは図2のシス
テムより効率か低い。当業者であれば本提案のシステムに(例えば、米国特許第
4,899,545号に説明されるように)限界ランキンサイクルを付加するこ
とができる(この場合、効率は45%をこえるまで高められる)。説明したシス
テムは蒸留塔を必要とせず、経済性及び簡便性を高める。
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),AL,AM,AT,AU,A
Z,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN
,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,
GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,KG,K
P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU
,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,
NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S
I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG
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Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.熱力学サイクルを実施する方法において: 気体作動流を膨張させてそのエネルギーを有用な形態に転換し、膨張気体流を つくり; 前記膨張気体流から抽気流を抜き出し、残余膨張気体流をつくり; 高沸点成分を前記抽気流に含まれるよりも多く含む稀薄流に前記抽気流を吸収 させて抽気−稀薄混合流を形成し; 前記抽気−稀薄混合流の少なくとも一部を凝縮させ; 凝縮形態にある前記抽気−稀薄混合流の少なくとも一部を前記抽気流に含まれ るよりも高沸点成分の少ない濃密流を含む次作動流に添加し; 前記添加後、前記抽気−稀薄混合流の前記少なくとも一部を凝縮させる過程で 放出される熱を用いて前記時作動流を再生加熱し; 前記再生加熱後、前記次作動流が前記気体動作流になる; 段階を含むことを特徴とする方法。 2.前記再生加熱後、外部熱を用いて前記次作動流を加熱して前記気体作動流を つくる段階をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の方法。 3.前記添加に先だち、凝縮形態にある前記抽気−稀薄混合流の少なくとも一部 をポンプにより加圧する段階をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第1項記 載の方法。 4.凝縮形態にある前記抽気−稀薄混合流の前記少なくとも一部が、蒸気態にあ る前記次作動流への前記添加に先だち、外部熱により加熱されて同じく蒸気態に されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の方法。 5.前記添加時に、凝縮形態にある前記抽気−稀薄混合流の前記少なくとも一部 及び前記次作動流が液態にあることを特徴とする請求の範囲第1項記載の方法。 6.前記添加が、前記抽気−稀薄混合流の、第1の部分の前記少なくとも一部の 凝縮後での前記次作動流への、いずれもか液態にある状態での添加、及びその後 の前記抽気−稀薄混合流の第2の部分の、前記少なくとも一部の凝縮後での前記 次作動流への、前記次作動流は蒸気態にあって前記第2の部分は外部から加熱さ れて蒸気態にされた後における添加を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記 載の方法。 7.前記残余膨張気体流を加熱し次いでさらに膨張させて、そのエネルギーを有 用な形態に転換し、さらに膨張した流れをつくる段階をさらに含むことを特徴と する請求の範囲第1項記載の方法。 8.前記さらに膨張した流れを加熱し次いでさらに膨張させて、そのエネルギー を有用な形態に転換し、廃流をつくる段階をさらに含むことを特徴とする請求の 範囲第7項記載の方法。 9.前記稀薄流及び前記濃密流を前記廃流からつくる段階をさらに含むことを特 徴とする請求の範囲第8項記載の方法。 10.前記抽気流が、前記吸収の前に、前記次作動流の外部熱による前記加熱に先 だつ前記次作動流への伝熱により冷却されることを特徴とする請求の範囲第1項 記載の方法。 11.前記抽気−稀薄混合流が、前記少なくとも一部の凝縮後、前記添加の前に稀 薄液体留分と濃密蒸気−液体留分に分離されることを特徴とする請求の範囲第1 項記載の方法。 12.前記濃密蒸気−液体留分が前記次作動流への伝熱により凝縮して凝縮濃密留 分になり、前記添加が前記凝縮濃密留分の前記次作動流への前記伝熱に先だつ添 加を含むことを特徴とする請求の範囲第11項記載の方法。 13.前記抽気−稀薄混合流の前記少なくとも一部の凝縮が、前記稀薄液体留分の 少なくとも一部への伝熱による前記抽気−稀薄混合流の冷却を含むことを特徴と する請求の範囲第11項記載の方法。 14.前記添加が、前記稀薄液体留分の液態にある前記次作動流への添加、並びに 前記稀薄液体留分の一部の外部熱による蒸気への変換及び前記蒸気の蒸気態にあ る前記次作動流への添加をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第12項記載 の方法。 15.前記添加が、前記稀薄液体留分の一部の液態にある前記次作動流への添加、 及びその後の前記次作動流の前記抽気−稀薄混合流からの伝熱による蒸気への変 換を含むことを特徴とする請求の範囲第11項記載の方法。 16.前記残余膨張気体流からの前記次作動流及び前記稀薄流への伝熱をさらに含 むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の方法。 17.前記抽気流から前記次作動流への伝熱をさらに含むことを特徴とする請求の 範囲第16項記載の方法。 18.熱力学サイクルを実施する方法において: 気体形態にある作動流を高圧で膨張させてそのエネルギーを有用な形態に転換 し、膨張気体流をつくり; 前記膨張気体流の少なくとも一部を前記より低圧でさらに膨張させてそのエネ ルギーを有用な形態に転換し、廃流をつくり; 前記廃流から高沸点成分を前記廃流に含まれるよりも多く含む稀薄流を分離し 、残余廃流をつくり; 第1の補給流を前記残余廃流に添加して補給−残余廃流混合流をつくり; 前記補給−残余廃流混合流を凝縮させて凝縮残余廃流をつくり; 前記凝縮残余廃流を濃密流と前記第1の補給流とに分離する; 段階を含み、前記濃密流は前記廃流に含まれるよりも高沸点成分が少なく、前記 補給流は前記濃密流より高沸点成分が多いことを特徴とする方法。 19.前記廃流からの前記分離が前記廃流の液体及び蒸気成分への一部凝縮及び前 記蒸気成分からの前記液体成分の分離を含み、前記蒸気成分は前記残余廃流であ ることを特徴とする請求の範囲第18項記載の方法。 20.前記廃流からの前記分離が前記液体成分の一部分の沸騰及び前記一部が沸騰 した前記液体成分の液体形態にある稀薄流及び前記一部凝縮に先だち前記廃流に 添加される蒸気流への分離をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第19項記 載の方法。 21.前記凝縮残余流の前記分離が前記凝縮残余流からの第2の補給流の抽出も含 み、前記第2の補給流の前記補給−残余混合流への添加をさらに含むことを特徴 とする請求の範囲第18項記載の方法。 22.前記凝縮残余流の前記分離が前記凝縮残余流の第1及び第2の流れへの分離 並びに前記第1の流れの再生加熱による一部の沸騰及びその後の前記第1の流れ からの液体成分の分離を含み、前記液体成分は前記第2の補給流であることを特 徴とする請求の範囲第21項記載の方法。 23.前記凝縮残余流の前記分離が前記第1の流れから分離された蒸気成分の前記 第2の流れへの添加、前記第2の流れの再生加熱による一部の沸騰及びその後の 前記第2の流れからの第2の流れの液体成分の分離、並びに前記第2の流れの液 体成分からの前記第1の補給流への供給を含むことを特徴とする請求の範囲第2 2項記載の方法。 24.前記供給が前記第2の流れの液体成分の再生加熱による一部沸騰及びその後 の前記第2の液体成分からのさらなる液体成分の分離を含み、前記さらなる液体 成分は前記第1の補給流であることを特徴とする請求の範囲第23項記載の方法 。 25.前記第2の流れの液体成分から分離された蒸気及び前記さらなる液体成分か ら分離された蒸気が合流して前記濃密流をつくることを特徴とする請求の範囲第 24項記載の方法。 26.熱力学サイクルを実施する装置において: 気体作動流を膨張させてそのエネルギーを有用な形態に転換し、膨張気体流を つくるためのタービン; 前記膨張気体流を受け取り、前記膨張気体流から抽気流及び残余膨張気体流を 取りだすために接続される分離器; 前記抽気気体流及び前記抽気気体流に含まれるよりも高沸点成分を多く含む稀 薄流とを受け取り、抽気−稀薄混合流を形成する吸収器; 前記抽気−稀薄混合流の少なくとも一部が凝縮する、1基またはそれ以上の熱 交換器;及び 前記1基またはそれ以上の熱交換器からの前記抽気−稀薄混合流の少なくとも 一部が前記抽気流に含まれるよりも高沸点成分が少ない濃密流を含む次作動流に 添加される合流器; を含み、前記合流器からの前記次作動流が前記1基またはそれ以上の熱交換器の 少なくとも1基において再生加熱されて、前記気体作動流を供給するために用い られることを特徴とする装置。 27.前記次作動流が再生加熱された後に、前記再生加熱された次作動流を外部熱 で加熱するための熱交換器をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第26項記 載の装置。 28.熱力学サイクルを実施する装置において: 気体形態にある作動流を膨張させてそのエネルキーを有用な形態に転換し、膨 張気体流をつくるための高圧タービン; 前記膨張気体流の少なくとも一部を膨張させてそのエネルギーを有用な形態に 転換し、廃流をつくるための低圧タービン; 前記廃流を受け取り、前記廃流に含まれるよりも高沸点成分を多く含む稀薄流 と残余廃流を前記廃流から取りだすために接続される第1の分離器; 第1の補給流が前記残余廃流に添加されて補給−残余廃流混合流をつくる合流 器; 前記補給−廃流混合流が凝縮して凝縮残余廃流をつくる復水器;及び 前記凝縮残余廃流を濃密流及び前記第1の補給流に分離する第2の分離器; を含み、前記濃密流は前記廃流に含まれるよりも高沸点成分含有量が少なく、前 記補給流は前記濃密流よりも高沸点成分が多いことを特徴とする装置。
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