JP2017524117A - 熱回収装置 - Google Patents
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Abstract
Description
0.3≦ Fc/Fe≦ 0.5
0.5≦ Ft/Fe≦ 0.7
1℃≦ TEin - TEout≦ 20℃
2≦ PC1out/PC1in≦ 5
2≦ PC2out/PC2in≦ 7
体積流量 = Av (m3/s)
1℃≦TR1in -TR1out≦ 50℃
0.3≦ Fc/Fe≦ 0.5
0.5≦ Ft/Fe≦ 0.7
1℃≦ TEin - TEout≦ 20℃
2≦ PC1out/PC1in ≦ 5
2≦ PC2out/PC2in ≦ 7
5℃≦TR1in -TR1out≦ 20℃
図5の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
図7の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
蒸発器から流出された冷媒の流れを流体分配器に流入させて分離するものの、前記流体分配器で冷媒の流れを分離した後に、前記流体分配器で分離された冷媒の流れを25,000kg/時間の流量で前記コンプレッサーに流入させ、前記流体分配器で分離された残りの冷媒の流れを25,000kg/時間の流量で前記タービンに流入させた。また、第1凝縮機に流入される水の流量を3,000kg/時間の流量で流入させ、前記第1凝縮機で熱交換された水を115.0℃、0.7kgf/cm2g(1.67bar)、気体体積分率が0.33である状態のスチームで排出させたことを除いては実施例1と同じ方法でスチームを生成した。
蒸発器から流出された冷媒の流れを流体分配器に流入させて分離するものの、前記流体分配器で冷媒の流れを分離した後に、前記流体分配器で分離された冷媒の流れを40,000kg/時間の流量で前記コンプレッサーに流入させ、前記流体分配器で分離された残りの冷媒の流れを10,000kg/時間の流量で前記タービンに流入させた。また、第1凝縮機に流入される水の流量を3,000kg/時間の流量で流入させ、前記第1凝縮機で熱交換された水を115.0℃、0.7kgf/cm2g(1.67bar)、気体体積分率が0.53である状態のスチームで排出させたことを除いては実施例1と同じ方法でスチームを生成した。
図7の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
図7の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
図7の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
図7の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
蒸発器から流出された冷媒の流れを流体分配器に流入させずに、全部コンプレッサーに流入させたことを除いては実施例1と同じ方法で、スチームを生成した。
図7の熱回収装置を利用して、スチームを生成した。
Claims (47)
- 冷媒が流れる配管を通じて流体連結された蒸発器、第1圧縮機、第1凝縮機および圧力降下装置を含む第1循環ループ;および前記第1循環ループと前記蒸発器を共有し、冷媒が流れる配管を通じて流体連結された蒸発器、タービン、第2凝縮機および第2圧縮機を含む第2循環ループを含み、
前記蒸発器から流出される冷媒の流れは流体分配器に流入され、前記流体分配器に流入された冷媒の流れは前記流体分配器で分離されて一部は前記第1圧縮機に流入され、残りの一部は前記タービンに流入され、
前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れは前記第1凝縮機に流入されて前記第1凝縮機に流入される第2流体の流れと熱交換され、
前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れは前記圧力降下装置に流入され、
前記タービンから流出される冷媒の流れは前記第2凝縮機に流入され、
前記第2凝縮機から流出される冷媒の流れは前記第2圧縮機に流入され、
前記圧力降下装置から流出される冷媒の流れと前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れは流体混合器に流入されて合流させられてから前記蒸発器に流入され、
前記蒸発器に流入される冷媒の流れは前記蒸発器に流入される第1流体の流れと熱交換される、熱回収装置。 - 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量に対する、前記流体分配器で分離されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの流量の比は下記の一般式1を満足する、請求項1に記載の熱回収装置:
[一般式1]
0.3≦ Fc/Fe≦ 0.5
前記一般式1において、Fcは前記流体分配器で分離されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの流量を示し、Feは前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量を示す。 - 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量に対する、前記流体分配器で分離されて前記タービンに流入される冷媒の流れの流量の比は下記の一般式2を満足する、請求項1に記載の熱回収装置:
[一般式2]
0.5≦ Ft/Fe≦ 0.7
前記一般式2において、Ftは前記流体分配器で分離されて前記タービンに流入される冷媒の流れの流量を示し、Feは前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量を示す。 - 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量は、10,000kg/時間〜100,000kg/時間である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記流体分配器で分離されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの流量は、5,000kg/時間〜40,000kg/時間である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記流体分配器で分離されて前記タービンに流入される冷媒の流れの流量は、5,000kg/時間〜60,000kg/時間である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの温度と前記蒸発器に流入される第1流体の流れの温度が、下記の一般式3を満足する、請求項1に記載の熱回収装置:
[一般式3]
1℃≦ TEin - TEout≦ 20℃
前記一般式3において、TEinは前記蒸発器に流入される第1流体の流れの温度を示し、TEoutは前記蒸発器から流出される冷媒の流れの温度を示す。 - 前記流体分配器で分離されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力と前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力の比が、下記の一般式4を満足する、請求項1に記載の熱回収装置:
[一般式4]
2≦ PC1out/ PC1in≦ 5
前記一般式4において、PC1outは前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力(bar)を示し、PC1inは前記流体分配器で分離されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力(bar)を示す。 - 前記第2凝縮機から流出されて前記第2圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力と前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力の比が、下記の一般式5を満足する、請求項1に記載の熱回収装置:
[一般式5]
2≦ PC2out/PC2in ≦ 7
前記一般式5において、PC2outは前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力(bar)を示し、PC2inは前記第2凝縮機から流出されて前記第2圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力(bar)を示す。 - 前記蒸発器に流入される冷媒の流れの温度は、40℃〜90℃である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器に流入される前記第1流体の流れは、廃熱の流れまたは前記凝縮機を通過した凝縮水の流れである、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器に流入される前記第1流体の流れの流量は、50,000kg/時間〜500,000kg/時間である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器に流入される前記第1流体の流れの温度は、60℃〜100℃である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器から流出される流体の流れの温度は、60℃〜100℃である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの温度は、60℃〜100℃である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れの温度は、110℃〜170℃である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記第1凝縮機に流入される前記第2流体は水であり、前記第1凝縮機で熱交換された水はスチームで排出される、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れは、115℃〜150℃の温度で前記圧力降下装置に流入される、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記スチームの温度は、115℃〜150℃で、前記スチームの圧力は、0.5〜2.2kgf/cm2gである、請求項17に記載の熱回収装置。
- 前記圧力降下装置から流出される前記冷媒の流れは、40℃〜90℃の温度で前記流体混合器に流入される、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記冷媒は、温度-エントロピー線図の飽和蒸気曲線の接線の傾きが正の傾きを有する冷媒である、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記温度-エントロピー線図の飽和蒸気曲線の接線の傾きは50℃〜130℃において1〜3である、請求項21に記載の熱回収装置。
- 前記冷媒は、R245fa、R1234zeおよびR1234yfからなる群から選択された1種以上の、請求項21に記載の熱回収装置。
- 前記蒸発器と前記流体分配器の間の配管および前記第1凝縮機および前記圧力降下装置の間の配管に流体連結された第1熱交換器をさらに含み、
前記蒸発器から流出される冷媒の流れは、前記第1熱交換器に流入された後に前記流体分配器に流入され、
前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れは、前記第1熱交換器に流入された後に前記圧力降下装置に流入され、
前記蒸発器から流出される冷媒の流れと前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れは、前記第1熱交換器で熱交換される、請求項21に記載の熱回収装置。 - 前記第1凝縮機から流出されて前記第1熱交換器に流入される冷媒の流れの温度と前記第1熱交換器から流出されて前記流体分配器に流入される冷媒の流れの温度が、下記の一般式6を満足する、請求項24に記載の熱回収装置:
[一般式6]
1℃≦TR1in -TR1out≦ 50℃
前記一般式6において、TR1inは前記第1凝縮機から流出されて前記第1熱交換器に流入される冷媒の流れの温度を示し、TR1outは前記第1熱交換器から流出されて前記流体分配器に流入される冷媒の流れの温度を示す。 - 前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れは、115℃〜130℃の温度で前記第1熱交換器に流入される、請求項24に記載の熱回収装置。
- 前記第1熱交換器から流出されて前記流体分配器に流入される冷媒の流れは、90℃〜150℃の温度で前記流体分配器に流入される、請求項24に記載の熱回収装置。
- 前記第1熱交換器から流出されて前記圧力降下装置に流入される冷媒の流れは、70℃〜120℃の温度で前記圧力降下装置に流入される、請求項24に記載の熱回収装置。
- 前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れの温度は、110℃〜170℃である、請求項24に記載の熱回収装置。
- 前記タービンと前記第2凝縮機の間の配管および前記第2圧縮機および前記流体混合器の間の配管に流体連結された第2熱交換器をさらに含み、
前記タービンから流出される冷媒の流れは、前記第2熱交換器に流入された後に前記第2凝縮機に流入され、
前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れは、前記第2熱交換器に流入された後に前記流体混合器に流入され、
前記タービンから流出される冷媒の流れと前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れは、前記第2熱交換器で熱交換される、請求項1に記載の熱回収装置。 - 前記タービンから流出される冷媒の流れは、90℃〜120℃の温度で第2熱交換器に流入される、請求項30に記載の熱回収装置。
- 前記タービンから流出される冷媒の流れは、前記第2熱交換器を通過した後に50℃〜75℃の温度で前記第2凝縮機に流入される、請求項30に記載の熱回収装置。
- 前記第2凝縮機から流出される冷媒の流れは、30℃〜50℃の温度で前記第2圧縮機に流入される、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れは、30℃〜50℃の温度で前記第2熱交換器に流入される、請求項1に記載の熱回収装置。
- 前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れは、前記第2熱交換器を通過した後に40℃〜70℃の温度で前記流体混合器に流入される、請求項1に記載の熱回収装置。
- 冷媒の流れを蒸発器に流入させ、前記蒸発器から流出される冷媒の流れの一部を第1圧縮機に流入させ、前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れを第1凝縮機に流入させ、前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れを圧力降下装置に流入させ、前記圧力降下装置から流出される冷媒の流れを前記蒸発器に流入させる第1循環段階;および前記蒸発器から流出される冷媒の流れの残りの一部をタービンに流入させ、前記タービンから流出される冷媒の流れを第2凝縮機に流入させ、前記第2凝縮機から流出される冷媒の流れを第2圧縮機に流入させ、前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れを前記蒸発器に流入させる第2循環段階を含む冷媒循環段階;
前記蒸発器に流入される冷媒の流れを前記蒸発器に流入される第1流体の流れと熱交換させる第1熱交換段階;前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れを前記第1凝縮機に流入される第2流体の流れと熱交換させる第2熱交換段階を含む、熱回収方法。 - 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量に対し、前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの流量の比は、下記の一般式1を満足する、請求項36に記載の熱回収方法:
[一般式1]
0.3≦ Fc/Fe≦ 0.5
前記一般式1において、Fcは前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの流量を示し、Feは前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量を示す。 - 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量に対し、前記タービンに流入される冷媒の流れの流量の比は下記の一般式2を満足する、請求項36に記載の熱回収方法:
[一般式2]
0.5≦ Ft/Fe≦ 0.7
前記一般式2において、Ftは前記タービンに流入される冷媒の流れの流量を示し、Feは前記蒸発器から流出される冷媒の流れの全体流量を示す。 - 前記蒸発器から流出される冷媒の流れの温度と前記蒸発器に流入される前記第1流体の流れの温度が、下記の一般式3を満足する、請求項36に記載の熱回収方法:
[一般式3]
1℃≦ TEin - TEout≦ 20℃
前記一般式3において、TEinは前記蒸発器に流入される前記第1流体の流れの温度を示し、TEoutは前記蒸発器から流出される冷媒の流れの温度を示す。 - 前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力と前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力の比が、下記の一般式4を満足する、請求項36に記載の熱回収方法:
[一般式4]
2≦ PC1out/ PC1in ≦ 5
前記一般式4において、PC1outは前記第1圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力(bar)を示し、PC1inは前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れ(bar)の圧力を示す。 - 前記第2凝縮機から流出されて前記第2圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力と前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力の比が、下記の一般式5を満足する、請求項36に記載の熱回収方法:
[一般式5]
2≦ PC2out/PC2in≦ 7
前記一般式5において、PC2outは前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れの圧力(bar)を示し、PC2inは前記第2凝縮機から流出されて前記第2圧縮機に流入される冷媒の流れの圧力(bar)を示す。 - 前記冷媒は、温度-エントロピー線図の飽和蒸気曲線の接線の傾きが正の傾きを有する冷媒である、請求項36に記載の熱回収方法。
- 前記第1循環段階は、前記蒸発器から流出される冷媒の流れを前記第1熱交換器に流入させた後に前記第1圧縮機に流入させ、前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れを前記第1熱交換器に流入させた後に前記圧力降下装置に流入させることをさらに含む、請求項42に記載の熱回収方法。
- 前記蒸発器から流出される冷媒の流れと前記第1凝縮機から流出される冷媒の流れを前記第1熱交換器で熱交換させる第3熱交換段階をさらに含む、請求項43に記載の熱回収方法。
- 前記第1凝縮機から流出されて前記第1熱交換器に流入される冷媒の流れの温度と前記第1熱交換器から流出されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの温度が、下記の一般式6を満足する、請求項43に記載の熱回収方法:
[一般式6]
1℃≦TR1in -TR1out≦50℃
前記一般式6において、TR1inは前記第1凝縮機から流出されて前記第1熱交換器に流入される冷媒の流れの温度を示し、TR1outは前記第1熱交換器から流出されて前記第1圧縮機に流入される冷媒の流れの温度を示す。 - 前記第2循環段階は、前記タービンから流出される冷媒の流れを第2熱交換器に流入させた後に前記第2凝縮機に流入させ、前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れを前記第2熱交換器に流入させた後に前記蒸発器に流入させることをさらに含む、請求項36に記載の熱回収方法。
- 前記タービンから流出される冷媒の流れと前記第2圧縮機から流出される冷媒の流れを前記第2熱交換器で熱交換させる第4熱交換段階をさらに含む、請求項46に記載の熱回収方法。
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