JP2022542137A - 発電又はガス流の液化に伴って冷凍エネルギーを回収するための方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明は、貯蔵タンク（２０３）と、少なくとも１つの発電機（Ｇ）と、流体を熱交換関係となるように流すように構成された複数のチャネルを備える少なくとも１つの熱交換装置とを備えるシステムにおける、低温流（Ｆ）から冷凍エネルギーを回収するための方法であって、前記方法が、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つの第１のチャネルにおいて第１の作動流体（Ｗ１）の少なくとも一部を少なくとも１つの第１の高温流（Ｃ１）に接触させて気化させるステップと、電気エネルギーを生成するために第１の発電機と協働する第１の膨張部において、ステップａ）から得た第１のチャネル（１）の第１の作動流体（Ｗ１）を膨張させるステップと、膨張させた第１の作動流体（Ｗ１）の少なくとも一部を少なくとも１つの低温流（Ｆ）に接触させて凝縮させるステップと、第１の作動流体（Ｗ１）の圧力を上昇させ、第１の作動流体（Ｗ１）を第１のチャネルに再導入するステップとを含む、方法に関する。本発明によれば、第２の動作モードが、供給流（２００）を導入するステップと、前記供給流（２００）の少なくとも一部を低温流（Ｆ）に接触させて凝縮させて、少なくとも部分的に液化された供給流（２０１）を生成するステップと、少なくとも部分的に液化された供給流（２０１）を貯蔵タンク（２０３）に充填するステップとを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つのランキンサイクルから電気エネルギーを生成するように、又は供給流を液化するように、低温流から冷凍エネルギーを回収するための方法に関する。低温流が液化天然ガスなどの極低温液体流である場合、低温流は再ガス化されて分配網に分配されると同時に、分配網の冷凍容量をアップグレードすることができる。

消費地から遠く離れたガス田から到来する天然ガスは、長距離輸送のために特別に適合された船、即ちメタンタンカー上に貯蔵される前に、液化されるのが一般的である。この理由は、液体の形態では天然ガスは所与の質量に対して占める体積が小さく、高圧で貯蔵する必要がないためである。

液化天然ガス（ＬＮＧ）は、分配網に供給される前に、分配網に応じて１０～９０バールのオーダーの圧力で再ガス化、換言すれば、再気化されなければならない。この再気化は、ＬＮＧ基地において、通常は周囲温度で、海水、場合により天然ガスで加熱された海水と熱交換することによって行われる。その場合、液化天然ガスの冷凍容量はまったくアップグレードされない。

液化天然ガスのフリゴリーから発電し、ひいてはそのエネルギー容量をアップグレードするための様々な方法が存在する。

既知の方法の１つには、天然ガスを直接膨張させることに基づくものがある。液化天然ガスが、分配網の圧力を超える圧力まで圧縮され、海水などの高温熱源との熱交換によって気化されて、発電機と連携する膨張タービンで分配網の圧力まで膨張される。

他の方法としては、中間流体即ち作動流体を使用する熱力学サイクルに基づくものがある。これらの方法の中にランキンサイクルがあり、ランキンサイクルでは、作動流体が、第１の熱交換器において海水などの高温熱源に接触して圧力下で気化されて、発電機に結合されたタービンで膨張される。次いで、膨張した作動流体は、第２の熱交換器において、サイクルの低温熱源として使用されるＬＮＧに接触して凝縮される。この結果、低圧の液体作動流体がもたらされ、低圧の液体作動流体が圧縮されて高圧で第１の熱交換器に再送達され、これによりサイクルが閉じる。

このようなランキンサイクルは、中国特許出願公開第１０５５４５３９０号明細書、米国特許出願公開第２０１６１０９１８０号明細書、中国特許出願公開第１０５８６５１４９号明細書、及び欧州特許出願公開第２２７８２１０号明細書に特に開示されている。

ランキンサイクルは、地熱回収などの用途で作動流体として水を使用して機能し得るが、低温で蒸発する有機流体を使用することにより低温で低温熱源を利用できる。そして、これは、有機ランキンサイクル（ＯＲＣ）と呼ばれている。

ＯＲＣサイクルは、従来、ＬＮＧを低温熱源として使用し、海水を高温熱源として使用して工業化されている。これらのサイクルにより、ＬＮＧ流の再ガス化が可能になると同時に、気化したＬＮＧ１トン当たり２０ｋＷｈのオーダーのエネルギー収率、即ち０．０１５ｋＷｈ／Ｎｍ^３の電力の生成が可能になる。

更に、電力需要は一定ではなく、発電方法はますます柔軟性を発揮しなければならない。これは、電気を蓄えることが難しいという事実によって特に説明される。したがって、電力価格の大きな変動に反映される電力網の緊張の発生を回避するために、常に需要と供給とのバランスを取る必要がある。

本発明の目的は、特に、電力需要の変動に適応できるようにするために柔軟性を高めることができる冷凍エネルギー回収方法を提案することによって、上記の問題を全体的に又は部分的に解決することである。

よって、本発明による解決策は、貯蔵タンクと、少なくとも１つの発電機と、流体を熱交換関係となるように流すように構成されたいくつかのチャネルを備える少なくとも１つの熱交換装置とを備えるシステムにおける、低温流から冷凍エネルギーを回収するための方法であって、前記方法が、第１の動作モードにおいて、
ａ）第１の高圧を有する第１の作動流体を少なくとも１つの第１のチャネルに導入し、前記少なくとも１つの第１のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第２のチャネルに流れる少なくとも１つの第１の高温流に前記第１の作動流体の少なくとも一部を接触させて気化させるステップと、
ｂ）電気エネルギーを生成するために第１の発電機と協働する第１の膨張部において、ステップａ）から得られた第１の作動流体を第１のチャネルから送達し、第１の高圧未満である第１の低圧に膨張させるステップと、
ｃ）ステップｂ）において膨張させた第１の作動流体を少なくとも１つの第３のチャネルに導入し、少なくとも第３のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第４のチャネルに流れる少なくとも低温流に前記第１の作動流体の少なくとも一部を接触させて凝縮させるステップと、
ｄ）ステップｃ）において少なくとも部分的に凝縮された第１の作動流体を第３のチャネルから送達し、前記第１の作動流体の圧力を第１の圧力に上昇させ、第１のチャネルに再導入するステップと
を含み、前記方法が、第２の動作モードにおいて、
ｅ）少なくとも第４のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第１０のチャネルに供給流を導入するステップと、
ｆ）前記供給流の少なくとも一部を低温流に接触させて凝縮させて、少なくとも部分的に液化された供給流を第１０のチャネルの出口において生成するステップと、
ｇ）ステップｆ）において生成された供給流を貯蔵タンクに充填するステップと
を含むことを特徴とする。場合により、本発明は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。
－ 本方法はまた、
ｈ）ステップｆ）から得られた供給流を過冷却器に導入するステップと、
ｉ）第３の膨張部において、供給流を過冷却器から送達し、膨張させて、前記供給流の気相及び液相を形成するステップと、
ｊ）前記気相及び液相を貯蔵タンクに導入するステップと、
ｋ）気相の少なくとも一部を貯蔵タンクから抽出し、過冷却器に導入して、過冷却器に流れる供給流を気相との熱交換によって冷却するステップと、
ｌ）圧縮装置において気相を圧縮して圧縮された気相を形成し、前記圧縮された気相を第１０のチャネルに導入する前に供給流に導入するステップと
を含む。
－ 第４のチャネルを出る低温流は少なくとも１つの第８のチャネルに導入され、本方法は、第１の動作モードにおいて、
ｍ）第２の高圧を有する第２の作動流体を少なくとも１つの第５のチャネルに導入し、少なくとも第５のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第６のチャネルに流れる少なくとも１つの第２の高温流に前記第２の作動流体の少なくとも一部を接触させて気化させるステップと、
ｎ）電気エネルギーを生成するために第２の発電機と協働する第２の膨張部において、ステップｍ）において少なくとも部分的に気化された第２の作動流体を第５のチャネルから送達し、第２の高圧Ｈｐ２未満である第２の低圧Ｌｐ２に膨張させるステップと、
ｏ）ステップｎ）において膨張させた第２の作動流体を、少なくとも第８のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第７のチャネルに導入し、第８のチャネルに流れる低温流に前記第２の作動流体の少なくとも一部を接触させて凝縮させるステップと、
ｐ）ステップｇ）において少なくとも部分的に凝縮された第２の作動流体を第７のチャネルから送達し、前記第２の作動流体の圧力を第２の高圧に上昇させ、ステップｇ）において少なくとも部分的に凝縮された前記第２の作動流体を第５のチャネルに再導入するステップと、
を更に含み、
また、本方法は、第２の動作モードにおいて、
ｑ）ステップｆ）の前に、第８のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第１１のチャネルに供給流を導入するステップと、
ｒ）少なくとも一部が凝縮している可能性のある状態の前記供給流を低温流に接触させて冷却して、冷却された供給流を第１１のチャネルの出口において得て、前記冷却された供給流を第１０のチャネルに導入するステップと
を更に含む。
－ 第４のチャネルを出る低温流は少なくとも１つの第８のチャネルに導入され、本方法は、第１の動作モードにおいて、
ｓ）第２の高圧を有する第２の作動流体を少なくとも１つの第５のチャネルに導入し、少なくとも第５のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第６のチャネルに流れる少なくとも１つの第２の高温流に前記第２の作動流体の少なくとも一部を接触させて気化させるステップと、
ｔ）電気エネルギーを生成するために第２の発電機と協働する第２の膨張部において、ステップｓ）において少なくとも部分的に気化された第２の作動流体を第５のチャネルから送達し、Ｈｐ２未満である第２の低圧Ｌｐ２に膨張させるステップと、
ｕ）ステップｔ）において膨張させた第２の作動流体を第２のチャネルに導入し、第８のチャネルに流れる少なくとも低温流に第２の作動流体の少なくとも一部を接触させて凝縮させるステップと、
ｖ）ステップｕ）において少なくとも部分的に凝縮された第２の作動流体を第２のチャネルから送達し、前記第２の作動流体の圧力を第２の高圧に上昇させ、ステップｕ）において少なくとも部分的に凝縮された前記第２の作動流体を第５のチャネルに再導入するステップであって、
ステップａ）において流れる第１の高温流が、ステップｕ）において第２のチャネルに流れる第２の作動流体によって少なくとも部分的に形成される、ステップと
を更に含み、
また、本方法は、第２の動作モードにおいて、
ｗ）ステップｆ）の前に、少なくとも第８のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第１１のチャネルに供給流を導入するステップと、
ｘ）少なくとも一部が凝縮している可能性のある状態の前記供給流を低温流に接触させて冷却して、冷却された供給流を第１１のチャネルの出口において得、前記冷却された供給流を第１０のチャネルに導入するステップと
を更に含む。
－ 第１の作動流体及び第２の作動流体は有機流体であり、第１の作動流体及び第２の作動流体は第１の炭化水素混合物及び第２の炭化水素混合物をそれぞれ含み、第１の炭化水素混合物及び第２の炭化水素混合物はそれぞれ、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プロピレン、ブテン、及びイソブタンから選択される少なくとも２種の炭化水素を、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、及びネオンから選択される少なくとも１種の追加の成分の添加を任意選択で伴って含むことが好ましい。
－ 第１の作動流体及び第２の作動流体は有機流体であり、第１の作動流体及び第２の作動流体は第１の炭化水素及び第２の炭化水素からそれぞれ構成される純物質である。
－ 供給流は、主に、好ましくは完全に又は略完全に、空気ガス、好ましくは窒素、酸素、又はアルゴンで形成される。
－ 低温流は、液化天然ガスなどの液化炭化水素流、又は液化窒素流、液化酸素流、及び液化水素流から選択される極低温液体流である。
－ 第１の高温流、第２の高温流、及び／又は第３の高温流は、海水、好ましくは厳密に０℃より高い温度、好ましくは１０℃～３０℃の温度で導入された海水から形成され、海水は、先行する加熱ステップを任意選択で経ている。
－ 本方法は、第１の動作モード又は第２の動作モードにしたがって選択的に実行される。
－ 第１の動作モード又は第２の動作モードの選択は、電力需要を表す少なくとも１つのパラメータの値に応じて行われ、本方法は、電力供給網上及び／又は産業設備によって消費される瞬時電力及び／又は電気エネルギーの少なくとも１つの値を決定する少なくとも１つのステップを含むことが好ましく、本方法は、前記の値が所定の閾値以上の場合は第１の動作モードで、又は前記の値が所定の閾値未満の場合は第２の動作モードで実行される。
－ 第２の動作モードでは、第１の高温流、第２の高温流、第１の作動流体、及び／又は第２の作動流体のうち少なくとも１つの流量が低減又は停止される。
－ 本方法は、第１の動作モード及び第２の動作モードで同時に実行されて、電気エネルギーと少なくとも部分的に液化された供給流とを同時に生成し、本方法は、少なくとも第１の作動流体及び／又は第２の作動流体の流量の変動によって動作を調整する少なくとも１つのステップを含む。
－ ステップｆ）から得られた供給流は、少なくとも５バール、好ましくは少なくとも２０バール、より好ましくは少なくとも３０バールの圧力を有する。
－ 第８のチャネルを出る低温流は、少なくとも１つの第９のチャネルに導入されて、第２の高温流、第２の作動流体、及び／又は第３の高温流に接触して加熱され、供給流は、第１１のチャネルに導入される前に、少なくとも第９のチャネルと熱交換関係にある少なくとも１つの第１３のチャネルに導入される。
－ 低温流と供給流とは向流的に流れる。
－ 第１のチャネル、第２のチャネル、第３のチャネル、第４のチャネル、第５のチャネル、第６のチャネル、第７のチャネル、第８のチャネル、第９のチャネル、第１０のチャネル、第１１のチャネル、第１２のチャネル、及び／又は第１３のチャネルは、少なくとも１つのろう付けされた平板熱交換器の一部を形成し、前記熱交換器は、前記熱交換器内のいくつかのチャネルのいくつかの連なりの範囲を定めるように互いに間隔を空けたいくつかの平行平板のスタックを備える。
－ 供給流はガスの形態で第１０のチャネル、第１１のチャネル、及び／又は第１３のチャネルに導入され、好ましくは－２００℃～－１３０℃、好ましくは－１７０℃～－１３０℃、より好ましくは－１６０℃～－１４０℃の温度で完全に凝縮されて第１０のチャネルから出る。

別の態様によれば、本発明は、貯蔵タンクと、少なくとも１つの発電機と、流体を熱交換関係となるように流すように構成されたいくつかのチャネルを備える少なくとも１つの熱交換装置と、を備えるシステムにおける、低温流から冷凍エネルギーを回収するための設備に関し、前記設備が、
－ 第１の作動流体を流すように構成された少なくとも１つの第１のチャネルと、
－ 第１の高温流を流すように構成された少なくとも１つの第２のチャネルであって、前記第２のチャネルが、第１の動作モードにおいて、第１のチャネルに導入された第１の作動流体が第１の高温流に接触して少なくとも部分的に気化されるように、前記第１のチャネルと熱交換関係にある、少なくとも１つの第２のチャネルと、
－ 前記第１のチャネルの下流に配置され、第１のチャネルを出る第１の作動流体の圧力を第１の高圧から第１の低圧に低下させるように構成された第１の膨張部と、
－ 第１の膨張部に結合された発電機と、
－ 第１の膨張部の下流に配置され、第１の膨張部によって膨張された第１の作動流体を流すように構成された少なくとも１つの第３のチャネルと、
－ 低温流を流すように構成された少なくとも１つの第４のチャネルであって、前記第４のチャネルが、第１の動作モードにおいて、第３のチャネルに導入された少なくとも部分的に気化した第１の作動流体が低温流に接触して少なくとも部分的に凝縮されるように、前記第３のチャネルと熱交換関係にある、少なくとも１つの第４のチャネルと、
－ 前記第３のチャネルの下流に配置され、第３のチャネルを出る第１の作動流体の圧力を第１の低圧から第１の高圧に上昇させるように構成された第１の圧力上昇部と
を備え、
前記設備が、
－ 供給流を流すように構成された少なくとも１つの第１０のチャネルであって、前記第１０のチャネルが、第２の動作モードにおいて、第１０のチャネルに導入された供給流が低温流に接触して少なくとも部分的に凝縮されるように、第４のチャネルと熱交換関係にある、少なくとも１つの第１０のチャネルと、
－ 第１０のチャネルに流体的に接続される貯蔵タンクと
を更に備える。

好ましくは、前記設備は、
－ 第２の作動流体を流すように構成された少なくとも１つの第５のチャネルと、
－ 第２の高温流を流すように構成された少なくとも１つの第６のチャネルであって、前記第６のチャネルが、第１の動作モードにおいて、第５のチャネルに導入された第２の作動流体が第２の高温流に接触して少なくとも部分的に気化されるように、前記第５のチャネルと熱交換関係にある、少なくとも１つの第６のチャネルと、
－ 前記第１のチャネルの下流に配置され、第５のチャネルを出る第２の作動流体の圧力を第２の高圧から第２の低圧に低下させるように構成された第２の膨張部と、
－ 第２の膨張部に結合された第２の発電機と、
－ 第２の膨張部の下流に配置され、第２の膨張部によって膨張された第２の作動流体を流すように構成された少なくとも１つの第２のチャネルと、
－ 低温流を流すように構成された少なくとも１つの第８のチャネルであって、前記第８のチャネルが、第１の動作モードにおいて、第２のチャネルに導入された少なくとも部分的に気化した第２の作動流体が低温流に接触して少なくとも部分的に凝縮されるように、前記第２のチャネルと熱交換関係にある、少なくとも１つの第８のチャネルと、
－ 前記第２のチャネルの下流に配置され、第２のチャネルを出る第２の作動流体の圧力を第２の低圧から第２の高圧に上昇させるように構成された第２の圧力上昇部と、
－ 供給流を流すように構成された少なくとも１つの第１１のチャネルであって、前記第１１のチャネルが、第２の動作モードにおいて、第１０のチャネルに導入された供給流が第１０のチャネルに導入される前に低温流に接触して冷却され、任意選択で少なくとも部分的に凝縮されるように、第８のチャネルと熱交換関係にある、少なくとも１つの第１１のチャネルと
を更に備える。

加えて、本発明は、自身の少なくとも１つの出口において供給流を生成することに適する、極低温蒸留空気分離ユニットなどの生成ユニットであって、前記少なくとも１つの出口が本発明による設備に流体的に接続される、生成ユニットを備える、前記設備によって形成されるシステムに関する。

「天然ガス」という用語は、少なくともメタンを含む炭化水素を含む任意の組成物を指す。これは、「生の」組成物（任意の処理又はスクラビングの前のもの）、及び硫黄、二酸化炭素、水、水銀、並びに特定の重質炭化水素及び芳香族炭化水素を含むがこれらに限定されない１種又は複数種の化合物の還元及び／又は除去のために部分的、実質的又は完全に処理された任意の組成物を含む。

ここで、純粋に非限定的な例として与えられるものであり、添付の図を参照して行われる以下の説明によって、本発明はよりよく理解されるはずである。

図１は、本発明の一実施形態による、冷凍エネルギーを回収するための方法を概略的に示す。 図２は、本発明の別の実施形態による、冷凍エネルギーを回収するための方法を概略的に示す。 図３は、本発明の別の実施形態による、冷凍エネルギーを回収するための方法を概略的に示す。 図４は、本発明の別の実施形態による、冷凍エネルギーを回収するための方法を概略的に示す。 図５は、本発明の別の実施形態による、冷凍エネルギーを回収するための方法を概略的に示す。 図６は、本発明の各実施形態による方法において得られた熱交換図を示す。

本発明による方法は、特に、少なくとも１つの熱交換装置によって実行され、少なくとも１つの熱交換装置は、いくつかの流体を流すのに適したチャネルを備え、前記流体間で直接の又は間接的な熱交換を可能にする、任意の装置であり得る。

以下に詳述する各実施形態では、本方法の様々な流体が、アルミニウムで作られると都合がよい、プレートフィン型の１つ又は複数のろう付けされた熱交換器を流れる。これらの熱交換器は、低温度差の下で、圧力損失を減らして作動することを可能にするため、上記の液化方法のエネルギー性能を改善する。平板熱交換器はまた、限られた体積で大きな熱交換面を提供する非常にコンパクトな装置を得るという利点を提供する。

これらの熱交換器は、長さ及び幅の２次元に延びるプレートのスタックを備え、これにより、チャネルのいくつかの連なりのスタックを構成し、チャネルの一部は発熱流体、この場合はサイクルの作動流体の循環を目的としており、他のチャネルは冷媒流体、この場合は気化される液化天然ガスなどの極低温液体の循環を目的としている。

熱交換波板又はフィンなどの熱交換構造体は、一般に、熱交換器のチャネルに配置される。これらの構造体は、熱交換器プレート間に延び、熱交換器の熱交換面を増やすフィンを備える。

しかしながら、平板熱交換器、円筒多管式熱交換器、又はケトルアセンブリのコア、すなわち、冷媒流体が気化するシェルに埋め込まれた平板熱交換器又はプレートフィン型熱交換器など、他のタイプの熱交換器を使用することもできることに留意されたい。熱交換器が管式熱交換器である場合、チャネルは、管内、管の周囲、及び管の間の空間によって形成され得る。

図１は、低温炭化水素流Ｆから低温を回収するための方法を概略的に示している。特に、低温流Ｆは天然ガスであり得る。

この実施形態では、単一のランキンサイクルが、第１の熱交換器Ｅ１及び第２の熱交換器Ｅ２によって実行される。

熱交換器Ｅ１、Ｅ２はそれぞれ、プレートに直交するいわゆるスタッキング方向に間隔を置いて重なり合って平行に配置されたいくつかのプレート（図示せず）のスタックを備えると都合がよい。このようにして、プレートを介して熱交換関係に至るプロセス流体のための複数のチャネルが得られる。チャネルは、２つの隣接するプレートの間に形成される。２つの連続するプレートの間の間隔は、各連続するプレートの長さ及び幅に比べて小さくし、それにより熱交換器の各チャネルが、平坦な平行六面体の形状を有することが好ましい。同じ流体の循環を目的としたチャネルは、チャネルの連なりを形成する。各熱交換器は、全体の流れ方向ｚに平行な様々なプロセス流体を導くように構成されたチャネルのいくつかの連なりを備え、１つ連なりのチャネルが、全体又は部分的に、別の連なりのチャネルの全部又は一部と交互に及び／又は隣接して配置される。

プレートの縁部に沿ったチャネルは、一般に、プレート上に固定された横方向及び縦方向の密閉バーによって確実に密閉される。横方向の密閉バーはチャネルを完全には閉鎖せず、流体の導入及び除去のために入口開口部及び出口開口部を残す。これらの入口開口部及び出口開口部は、略半管状の形状のマニホールドによって接合され、同じ連なりのすべてのチャネルで流体が確実に均一に分配及び回収されるようにしている。

以下の文章では、１つ又は少なくとも１つのチャネルが参照されるが、チャネルは、同じ流体を流すためのいくつかのチャネルの連なりの一部を形成し得ることを理解されたい。

これらの構造的特徴は、本特許出願に記載されている他の熱交換器に全体的又は部分的に適用可能であることを理解されたい。

第１の熱交換器Ｅ１は、ランキンサイクルにおける気化器として機能する。図１に示すように、第１の作動流体Ｗ１が、少なくとも１つの第１のチャネル１を入口１ａから出口１ｂまで流れる。第１の高温流Ｃ１が、入口２１から出口２２まで第１の熱交換器に導入される。第１の作動流体Ｗ１は、第１の高温流Ｃ１との熱交換によって少なくとも部分的に気化される。

第１の熱交換器Ｅ１を出た後、気化した第１の作動流体Ｗ１は、膨張した流体によって生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機Ｇに結合された第１の膨張部、好ましくはタービンにおいて膨張される。

膨張した後、第１の作動流体Ｗ１は、少なくとも１つの第３のチャネル３の入口３１から出口３２まで第２の熱交換器Ｅ２に入る。

第１の膨張部における膨張の結果として得られる第１の作動流体Ｗ１は、２相状態である可能性があり得、第２の熱交換器Ｅ２の上流で液相と気相とに分離しているか否かにかかわらず導入され得ることに留意されたい。

第１の作動流体Ｗ１は、第２の熱交換器Ｅ２の少なくとも１つの第４のチャネル４を入口４１から出口４２に流れる低温流Ｆとの熱交換関係に至る。第１の作動流体Ｗ１は、低温流Ｆを加熱することにより凝縮され、液体形態で出口３２を介して出て、ポンプなどの圧力上昇部によって加圧された後、第１の熱交換器Ｅ１に再送達され、これによりランキンサイクルが閉じる。

低温流Ｆは、液体形態で、好ましくは完全に液体で第２の熱交換器Ｅ２の入口４１を介して導入され、少なくとも部分的に、好ましくは完全に気化して出口４２を介して出ることが好ましい。

「高温流」又は「低温流」という用語は、別の流体との熱交換によって熱源又は冷熱源を提供する１つ又は複数の流体によって形成された流れを指す。

本発明によれば、ランキンサイクルは、第１の動作モードにおいて実施され、第１の動作モードでは、本発明による方法が、発電するために低温流Ｆの冷凍容量を確実に回収する。

本発明によれば、本方法はまた第２の動作モードを有し、第２の動作モードでは、低温流Ｆの冷凍容量が、発電するためではなく、供給流を液化するために回収される。

この第２の動作モードでは、供給流２００が、低温流Ｆが流れる少なくとも第４のチャネルと熱交換関係にある第２の熱交換器Ｅ２の少なくとも１つの第１０のチャネルに導入される。供給流２００の少なくとも一部が、低温流Ｆに接触して凝縮し、少なくとも部分的に液化された、好ましくは完全に液化された供給流２０１を第１０のチャネル１０の出口においてもたらす。低温流Ｆは、第１の動作モードにおいて供給流２００に対して向流的に流れ、及び／又は第２の動作モードにおいて第２の熱交換器Ｅ２において凝縮された作動流体Ｗ１に対して向流的に流れることが好ましい。低温流Ｆは、チャネル４において作動流体Ｗ１と接触して、つまり作動流体Ｗ１との熱交換によって、全体的又は部分的に気化されてもよい。

このようにして得られた供給流２０１は、貯蔵タンク２０３に送られる。よって、少なくとも部分的に液化された供給流２０１は、好ましくは１～１０バール、好ましくは１～５バールの貯蔵圧力で、かつ貯蔵圧力における流体の平衡温度のオーダーの極低温で貯蔵され得る。

供給流２０１は、任意選択で、第３の膨張部２０２において膨張されて、前記供給流２０１の気相及び液相を形成してもよいことに留意されたい。少なくとも部分的に液化された供給流２０１のそのような膨張が行われるのは、貯蔵タンク２０３における貯蔵が大気圧で、又は液化網の圧力と比較して少なくとも比較的低い、最大２０バール又は更には最大４０バールであり得る圧力で行われるときである。この理由は、供給流２００の液化が、これらの高圧で作動するときに熱交換器においてより効率的に行われるためである。

本発明の方法によって、フリゴリーを発電又は供給流の液化に使用することができ、動作モードの選択がその瞬間の必要に応じて行われるため、低温流Ｆのフリゴリーを高い柔軟性で効率的に回収することができる。低温流が極低温液体、特に天然ガスである場合、本方法により、低温流の再ガス化が可能になると同時に、冷凍容量がアップグレードされる。ある動作モードから別の動作モードへの移行は比較的簡単であり、産業設備の修正を必要としない。更に、供給流の液化により、例えば生産プラントが停止した場合のガス供給の継続性を確保するために、コストを削減して液体形態での流体のストックを蓄積することができる。

図１は、チャネル１０から得られた供給流２０１が、膨張されて貯蔵タンク２０３に導入される前に、任意選択で過冷却器２０５を通って流れる構成を示していることに留意されたい。「過冷却器」という用語は、動作圧力における平衡温度よりも低い温度で液体を出口において生成するように構成された熱交換装置を指す。

過冷却器２０５の出口において、供給流２０１は第３の膨張部２０２において膨張され、気相及び液相が形成され（「フラッシュ」現象）、気相及び液相が貯蔵タンク２０３に一緒に導入される。フラッシュの結果として得られたガス流２０４が、貯蔵タンク２０３の上部において回収され、過冷却器２０５に導入されて、過冷却器２０５における熱交換によって、好ましくは向流的な熱交換によって、供給流２０１を更に冷却させる。この構成には、本来であれば貯蔵部から排出されて失われるガス流２０４のフリゴリーをアップグレードするという利点がある。過冷却器２０５を出た後、ガス流２０４は、圧縮装置において圧縮されて、第１０のチャネル１０に導入される前に、供給流２００にリサイクルされ得る圧縮されたガス流２０６を形成し得る。

少なくとも部分的に液化された供給流２０１が貯蔵タンク２０３に直接導入されることも考えられる。

本発明による方法は、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で交互に動作することが好ましい。第１の動作モードと第２の動作モードとの間の選択は、電力需要を表す少なくとも１つのパラメータの決定に応じて行われる。本方法は、パラメータが所定の閾値以上の場合は第１の動作モードで行われ得る、又はパラメータが所定の閾値未満の場合は第２の動作モードで行われ得る。

第２の動作モードでは、第１の高温流Ｃ１、第２の高温流Ｃ２、第１の作動流体Ｗ１、及び／又は第２の作動流体Ｗ２のうち少なくとも１つの熱交換チャネルを通る流量が停止されることが好ましい。

特に、本方法は、例えば電力供給電圧、送達される電流の強度など、設備の物理的パラメータの直接測定から、又は前記設備の消費履歴から、電力供給網又は産業設備において事前に決定又は測定され得る瞬時電力及び／又は電気エネルギーの少なくとも１つの値を決定する少なくとも１つのステップを含み得る。同様に、電力網の場合、消費量は、例えば一日のうちの時刻又は年間のうちの期間に応じて、即時に、又はデータ履歴から決定され得る。

本方法は、前記の値が所定の閾値以上の場合は第１の動作モードで行われ得る、又は前記の値が所定の閾値未満の場合は第２の動作モードで行われる。これにより、前記設備の消費ピークを吸収し、それにより電力網の緊張を緩和することが可能になる。

よって、エネルギー需要の変動に対してより効率的に応答し、電力供給網のユーザの実際の電力消費に関して過剰生産を回避すると同時に、別の用途により低温流の冷凍エネルギーをアップグレードし続けることができる。

代替的又は追加的に、本方法は、別個の発電ユニットによって生成される瞬時電力及び／又は電気エネルギーの少なくとも１つの他の値を決定するステップを含み得る。本方法は、前記の値が別の所定の閾値以下の場合は第１の動作モードで行われ得る、又は前記の値が他の所定の閾値よりも大きい場合は第２の動作モードで行われる。よって、例えば太陽光発電又は風力発電の場合のように、特に余剰エネルギーが発電ユニットによって生成されたときに供給流を液化するために低温流のフリゴリーを使用することを選択することによって、断続的な発電に適応することができる。

本方法を第１モードと第２モードとで同時に動作させることも考えられる。この場合、低温流のフリゴリーの一部が電気エネルギーを生成するために回収され、低温流のフリゴリーの別の部分が供給流を液化するために使用される。第１の動作モード及び第２の動作モードは、電力需要が減少したときには、より多くの液化供給流及びより少ない電気エネルギーを生成し、電力需要が増加したときにその逆になるように適合される。

１つの適応モードは、少なくとも第１の作動流体Ｗ１及び／又は第２の作動流体Ｗ２のそれぞれのチャネルを通る流量を変化させることであり得る。作動流体の流量を減らすことにより、作動流体を凝縮するために低温流から回収する必要のあるフリゴリーが少なくなり、よって、供給流２００を液化するために利用可能なフリゴリーが増加する。よって、より多くの液体供給流及びより少ない電力が生成される。作動流体の流量を増やすことにより逆の現象が発生し、よって、需要により電気の生成が必要とされるときに電気の生成に有利になると同時に、量を減らして液体流を生成し続ける。本発明による方法は、電気エネルギーのみ、又は実質的に低減された出力の電気エネルギー及び液体供給流の両方を生成するように動作することが好ましい。よって、第２の動作モードを実行するためには、第１の作動流体Ｗ１及び／又は第２の作動流体Ｗ２において２％～５０％、好ましくは少なくとも５％及び／又は最大で２０％、より好ましくは５％～１５％の流体流量の減少を適用することが可能である。組み合わされた２サイクル動作において、第１の作動流体に適用される流量減少は、第２の作動流体に適用される減少よりも大きいことが好ましい。

本発明による方法は、本方法のエネルギー収率を増加させるために、第１の動作モードでいくつかのランキンサイクルの組み合わせを実行し得ると都合がよい。

図２は、第１の実装変形形態による第１のランキンサイクルと第２のランキンサイクルとの組み合わせを示している。本発明による方法は、下記第１の変形形態又は第２の変形形かを問わず２つのランキンサイクルの場合における以下に記載されるものと同じ原理にしたがって組み合わされた２つ以上のランキンサイクルを含み得ることを理解されたい。

上記の単一サイクルの説明によれば、第１のランキンサイクルが、第１の熱交換器Ｅ１及び第２の熱交換器Ｅ２によって実行される。

第２のランキンサイクルは、好ましくは第１の作動流体Ｗ１の組成とは異なる組成の第２の作動流体Ｗ２を使用する。第２の作動流体Ｗ２は、入口５１を介して出口５２まで第３の熱交換器Ｅ３に導入され、少なくとも１つの第５のチャネル５を流れ、少なくとも１つの第５のチャネル５において、入口６１と出口６２との間の少なくとも１つの第６のチャネル６を流れる第２の高温流Ｃ２との熱交換によって少なくとも部分的に気化される。

第２の作動流体Ｗ２は、第１のサイクルと同じ原理にしたがって膨張され、場合により２相状態で、場合により導入前に相分離した状態で、第４の熱交換器Ｅ４に少なくとも１つの第７のチャネル７の入口７１から出口７２まで導入され、少なくとも１つの第７のチャネル７において、少なくとも１つの第８のチャネル８を流れる低温流Ｆを加熱することによって凝縮される。第４の熱交換器Ｅ４は、第２のサイクルの凝縮器を形成する。液体形態で出口７２から得られた第２の作動流体Ｗ２は、ポンプで送られ第５のチャネル５の入口５１を介して再導入され、これにより第２のサイクルが閉じる。

低温流Ｆは、第１の作動流体Ｗ１との熱交換によって、第１のランキンサイクル（第４のチャネル４）において全体的若しくは部分的に気化され得る、及び／又は加熱され得ることに留意されたい。低温流Ｆは、第２の作動流体Ｗ２との熱交換によって、第２のランキンサイクル（第８のチャネル８）において全体的又は部分的に気化され得る。

１つの可能な形態によれば、低温流Ｆは、少なくとも１つの第４のチャネル４のみにおいて加熱され、第８のチャネル８のみにおいて気化される。第１のサイクルの低温熱源は、低温流が過冷却から脱する際の顕熱のみである。

別の可能な形態によれば、低温流は、第４のチャネル４において部分的に気化される。第１のサイクルの低温熱源は、低温流が過冷却から脱する際の顕熱、及び低温流の気化潜熱の一部である。

別の可能な形態によれば、低温流Ｆは、少なくとも１つの第４のチャネル４のみにおいて気化される、すなわち、低温流Ｆは、完全に気化されて第４のチャネル４を出る。第１のサイクルの低温熱源は、低温流が過冷却から脱する際の顕熱、及び低温流のすべての気化潜熱であり、場合により気化した低温流を加熱する際の顕熱を伴う。

低温流Ｆはまた、第４のチャネル４において部分的に気化され、第８のチャネル８において部分的に気化され得る。

本発明に関連して、凝縮されて第３のチャネル３を出る第１の作動流体Ｗ１が第１の熱交換器Ｅ１に再導入される前に第２の熱交換器Ｅ２に再導入されて、その中で循環することが可能であることに留意されたい。この構成は、第１の作動流体Ｗ１が第２の熱交換器Ｅ２を出る温度を更に上げるという利点を提供するため、第１の作動流体Ｗ１が純物質ではなく、いくつかの成分の混合物である場合に優先される。同じ原理によれば、凝縮されて第７のチャネル７を出る第２の作動流体Ｗ２もまた、第３の熱交換器Ｅ３に再導入される前に第４の熱交換器Ｅ４に再導入され得る。図３は、このタイプの構成を示している。

凝縮熱交換器における追加のパスのこの原理は、本特許出願に記載されている他の実施形態に適用可能である（例えば、図４、チャネル１４、１５を参照）。

或いは、第２の熱交換器及び第４の熱交換器に追加のパスを使用せずに、第１の作動流体Ｗ１及び第２の作動流体Ｗ２を第１の熱交換器及び第３の熱交換器にそれぞれ直接導入することが想定され得る。

第１の動作モードでは、低温流Ｆは、第１のランキンサイクル及び第２のランキンサイクルに直列に供給され、そこで第２の作動流体Ｗ２及び第１の作動流体Ｗ１に接触して徐々に気化及び加熱される。そのため、Ｆは場合により２相状態にあり得る。第１のランキンサイクル及び第２のランキンサイクルが発電を可能にする。

第２の動作モードでは、低温流Ｆは、第２の熱交換器Ｅ２及び第４の熱交換器Ｅ４に直列に供給され、そこで供給流２００に接触して徐々に気化及び加熱される。供給流２００は、第４の熱交換器Ｅ４及び第２の熱交換器Ｅ２に直列に供給され、そこで徐々に冷却及び凝縮される。

このような配置は、第４のチャネル４の低温流Ｆの入口温度と第８のチャネル８の出口における低温流Ｆの温度との間の温度勾配全体にわたって、低温を確実に、より効率的に回収しながら、低温流を再ガス化することを可能にする。具体的には、低温流からのフリゴリーの回収は、第４のチャネル４及び第８のチャネル８の温度レベルが異なる部分で個別に実行される。次いで、第１の作動流体及び第２の作動流体のそれぞれの特性を、これらの温度レベル、並びに２つのサイクルのそれぞれに選択された高圧及び低圧レベルに適した沸騰温度を有するように最適に適合させることができる。このことは、特に、加熱される低温流Ｆの特性、特にその圧力、温度、組成などに応じて作動流体の温度、圧力、及び／又は組成を調整することによって、本方法のエネルギー収率を高めるための非常に広い自由度を与える。

８２において第８のチャネル８から出る低温流Ｆは、第５の熱交換器Ｅ５の少なくとも１つの第９のチャネル９に導入されて、そこで引き続き、第１の動作モードでは第３の高温流Ｃ３に接触して、又は第２の動作モードでは供給流２００に接触して加熱されると都合がよい。このことは、第４の熱交換器Ｅ４の出口８２において得られた温度が低すぎ、天然ガス分配網のパイプを形成する材料と適合しない場合に有利である。この場合、供給流は、チャネル１１への導入の上流の少なくとも１つの第１３のチャネル１３に導入され、これにより、第２の動作モードにおいて、供給流２００を更に効果的に冷却することが可能になる。

供給流２００は、本方法に、すなわち、供給流２００が０℃～３０℃の温度で最初に通過する熱交換器に導入されることが好ましく、その熱交換器は、適合される構成に応じてＥ２、Ｅ５、Ｅ４、Ｅ３であり得る。供給流２００は、完全にガスの形態で本方法に導入されることが好ましい。

供給流２００は、主に、好ましくは完全に又は略完全に、空気ガス、好ましくは窒素、酸素、又はアルゴンで形成されると都合がよい。

「空気ガス」という用語は、アルゴン、二酸化炭素、ヘリウム、窒素、及び酸素などの空気の組成の一部を形成するガスを意味する。

特に、本発明による方法を実施する設備は、好ましくは少なくとも１つのパイプを介して、前記設備に、特に検討される実施形態によるチャネル１０、１１、及び／又は１３に流体的に接続された、好ましくは極低温蒸留によって前記供給流を生成するための少なくとも１つのユニット、例えば空気分離ユニット（ＡＳＵ）を備えるシステムに統合され得る。よって、第２の動作モードでは、設備を使用して、生成ユニットから得られた供給流を貯蔵前に液化することができる。本発明による方法を実行する設備はまた、空気ガス分配網に流体的に接続されてもよい。

採用された構成に応じて、出口８２又は９２から回収された低温流Ｆは、（１００における）流体分配網、特に天然ガスなどの炭化水素の分配のための分配網の少なくとも１つのパイプに供給される。

凝縮チャネル３、７の入口及び出口は、第１の作動流体Ｗ１及び第２の作動流体Ｗ２が低温流Ｆに対して向流的に凝縮されるように配置されることが好ましい。サイクルの高温流Ｃ１、Ｃ２は、各サイクルにおいて気化された作動流体に対して向流的に流れることが好ましい。第３の高温流Ｃ３は、場合によりチャネル９を流れる低温流Ｆに対して向流的に流れることが好ましい。同じ高温流が、第３の熱交換器、第１の熱交換器、及び場合により第５の熱交換器を直列に流れることにより、Ｃ１、Ｃ２、又は更にはＣ３を形成し得ることに留意されたい。

これらの流体の流れの方向付けにより、第１の作動流体Ｗ１及び第２の作動流体Ｗ２の出口温度を最大化することができ、よって、膨張中にタービンによって供給される電力を最大化することができる。

図２及びそれ以降の図面は、互いに物理的に異なるエンティティを形成する、つまりそれぞれがプレート及びチャネルの少なくとも１つの異なるスタックを形成する熱交換器においてランキンサイクルが実行される構成を示している。

本発明に関連して、同じスタック内に流体チャネルのいくつかを配置することも可能である。このことは、特にろう付けプレートタイプの熱交換器で想定されてよく、いくつかの組み合わされたランキンサイクルを実行する設備の複雑さ及び製造コストを削減することができる。

よって、第１の熱交換器Ｅ１、第３の熱交換器Ｅ３、及び場合により第５の熱交換器Ｅ５は、同じ共同熱交換器を形成し得る、並びに／又は第２の熱交換器Ｅ２及び第４の熱交換器Ｅ４は別の共同熱交換器を形成し得る。

共同化された熱交換器の場合に、流体が直列に流れるある連なりのチャネルと別の連なりのチャネルとを考えると、前記連なりの各チャネルは、他の連なりの対応するチャネルの延長部を形成し、したがって２つの同じプレートの間に形成された熱交換器Ｅの全く同一のチャネルを形成する。よって、Ｅ１及びＥ３が同じ熱交換器を形成することを考えると、第２の連なりのチャネル２及び第６の連なりのチャネル６は、熱交換器Ｅの同じプレートの間に形成され、互いに連続して配置される。よって、チャネル２及びチャネル６は、熱交換器Ｅの２つの同じプレートの間に範囲を定められ、高温流Ｃ２が入口６１から出口２２に流れる、熱交換器Ｅの全く同一のチャネルを形成する。

異なる流体が流れるある連なりのチャネル及び別の連なりのチャネルを考えると、これらのチャネルは、隣接又は非隣接して同じスタック内に重ねられる。

図４及び図５は、第２の実施形態の変形形態による第１のランキンサイクル及び第２のランキンサイクルの組み合わせを示している。

この変形形態の第１の動作モードでは、第２の高圧Ｈｐ２を有する第２の作動流体Ｗ２が、第３の熱交換器Ｅ３の少なくとも１つの第５のチャネル５に導入され、少なくとも１つの第６のチャネル６に流れる少なくとも１つの第２の高温流Ｃ２に接触して少なくとも部分的に気化される。第５のチャネル５を出る第２の作動流体Ｗ２は、電気エネルギーを生成するために第２の発電機と協働する第２の膨張部において第２の低圧（Ｌｐ２）に膨張する。

このように膨張された第２の作動流体Ｗ２は、場合により２相状態で第２のチャネル２に導入され、よって、第１のチャネル１を流れる第１の作動流体Ｗ１を気化するための第１のサイクルにおいて少なくとも部分的に高温流を形成する。

第２の作動流体Ｗ２は、第８のチャネル８を流れる少なくとも低温流Ｆに接触して凝縮される。第２のチャネル２を出た後、第２の作動流体Ｗ２の圧力は第２の高圧Ｈｐ２に上昇され、第２の作動流体Ｗ２は第５のチャネル５に再導入される。

第１のサイクルの第１の高温流として第２の作動流体を使用することにより、第１の低温サイクルで起こる気化のフリゴリーの第２のサイクルにおいて回収することが可能になり、またこれを第２のサイクルで起こる液化の間に行うことが可能になる。よって、回収されるエネルギーの量は、高温流が単純に冷却されるため、これらのフリゴリーがアップグレードされない配置よりも多くなる。

加えて、図２又は図３を参照して説明したような直列配置では、第１のサイクルは、サイクルの低温流の低温と高温流の温度との間で動作する。それに対し、図４又は図５を参照して説明したような、第２の作動流体が第１のサイクルの第１の高温流として使用されるカスケード配置では、第１のサイクルは、低温流の低温と（高温流の温度よりも低い）第２のサイクルの低温との間で動作する。このことは、適度且つタービンにとって技術的に許容できる膨張率を保つという利点をもたらす。

第２の動作モードでは、供給流２００は、第１０のチャネルに導入される前に、少なくとも第８のチャネル８と熱交換関係にある少なくとも１つの第１１のチャネル１１に導入される。供給流２００は、少なくとも部分的な凝縮を任意選択で伴って、低温流Ｆに接触して冷却される。よって、冷却された供給流２００が、第１１のチャネル１１の出口において得られ、その後、第１０のチャネル１０に導入される。

供給流２００は、任意選択で、チャネル１１への導入の上流の少なくとも１つの第１３チャネル１３に導入されてもよく、これにより、第２の動作モードにおいて、供給流２００の更に効率的な冷却が可能になる。

低温流Ｆは、第２の作動流体Ｗ２との熱交換によって、第２のランキンサイクル（第４のチャネル４）において全体的若しくは部分的に気化され得る、及び／又は加熱され得ることに留意されたい。低温流Ｆは、第１の作動流体Ｗ１との熱交換によって、第１のランキンサイクルにおいて全体的若しくは部分的に気化及び／又は加熱されてもよい（第８のチャネル８）。

図４は、凝縮された作動流体が気化器セクションに再導入される前に凝縮器セクションに再導入されるサイクルの組み合わせを示し、図５は、凝縮された作動流体が気化器セクションに直接再導入される組み合わせを示している。

図５に示すように、凝縮された作動流体を凝縮熱交換器に追加で通過させることなく、このようなサイクルの組み合わせを適用することもできる。

第１の変形形態又は第２の変形形態に適用可能な特定の実施形態によれば、第１のサイクルの第１の膨張部及び第２のサイクルの第２の膨張部（図示せず）の両方に結合された同じ発電機が使用され得る。よって、第１の発電機と第２の発電機とが統合される。これにより、発電機が１つ省略され、設備が簡素化される。この構成が可能であるのは、２つの発電サイクルが略同時の動作モードであるためである。

本発明に関連して、低温流Ｆは、液化天然ガスなどの液化炭化水素の流れ、又は液化窒素流、液化酸素流、若しくは液化水素流などの極低温液体の流れであり得る。

第４のチャネル４への低温流Ｆの導入の温度は、－１００℃未満であることが好ましい。

低温流Ｆは、炭化水素、特に天然ガスの流れから形成され、好ましくは、モル分率で少なくとも６０％、好ましくは少なくとも８０％のメタン（ＣＨ_４）を含むと都合がよい。天然ガスは、任意選択で、エタン（Ｃ_２Ｈ_６）、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、ブタン（ｎＣ_４Ｈ_１０）、若しくはイソブタン（ｉＣ_４Ｈ_１０）、又は窒素を、好ましくは０～１０％（モル％）の含有量で含み得る。本発明の方法により、天然ガスを分配網に注入する前に必要な再ガス化が行われると同時に、液化天然ガスのフリゴリーがアップグレードされる。

別の性質の低温流が本発明による方法に供給されて使用前に再気化されると都合がよい場合がある。特に、極低温液体、例えば、液体酸素、液体窒素、又は液体水素が使用され得る。このような液体の気化は、生産プラントが停止した際にガス供給の継続性を確保することができ、液体ストックの蓄積に費やされるエネルギーの一部を節約することができる。これらの成分の気化温度は天然ガスの気化温度よりもはるかに低いため、上述の説明のうちの１つに沿って、３つ以上のランキンサイクルを組み合わせた方法を実行すると都合がよい場合がある。

再気化される低温流は、極めて低い温度、すなわち、－１７０℃未満又は更には－２００℃未満であり得る温極の極低温液体であり得る。その場合、３サイクル以上の実装形態であると都合がよい。

好ましくは、また気化される流体がＬＮＧである場合、第１の作動流体Ｗ１及び第２の作動流体Ｗ２は、有機流体、すなわち、１種又は複数種の有機成分を含む流体である。本発明による方法のランキンサイクルは有機サイクルではないことも考えられる。

ＬＮＧの沸点よりも低い沸点を有する成分を有する気化される極低温液体では、最低温度で作動するサイクルの作動流体は、有機化合物の全部又は一部の代わりに水素、窒素、アルゴン、ヘリウム、又はネオンなどの１種又は複数種の成分を含み得る。よって、有機成分を含まない作動流体での作動を想定することが可能である。

第１の可能な形態によれば、異なる性質の純物質を使用して、第１の作動流体Ｗ１及び／又は第２の作動流体Ｗ２を形成し得る。特に、第１の作動流体Ｗ１としてエチレンを使用し、第２の作動流体Ｗ２としてエタンを使用し得る。この選択は、ろう付けされたアルミニウム製熱交換器及び膨張タービンコンポーネントの良好な機械的強度と両立するＬＮＧの気化によってカバーされる温度範囲に飽和蒸気圧を有するこれらの成分の物理的特性によって説明される。よって、ＯＲＣサイクルにおいてこのようなコンポーネントを使用することにより、コンパクトで効率的なシステムを設計することができる。

本発明に関連して、異なる組成の作動流体が様々なランキンサイクルで優先的に使用されるが、同じ組成の作動流体を使用することは依然として考えられ、この場合、これらの作動流体の動作圧力の適切な調整が行われる。このことは、サイクルの低温流と高温流との間の温度差が比較的小さい場合、例えば、第２の低温流が非常に高圧の液化ガスであり、第１の高温流が十分に低い温度の海水である場合に可能である。

別の可能な形態によれば、炭化水素混合物、好ましくは、メタン、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）、プロパン、エタン、ブタン、イソブタン、又はブテンから選択される少なくとも２種の炭化水素をそれぞれ含む炭化水素混合物を含む混合作動流体が使用され得る。第１の作動流体Ｗ１及び第２の作動流体Ｗ２は、有機成分に加えて、又は有機成分の代わりに、水素、窒素、アルゴン、ヘリウム、及びネオンから選択される少なくとも１種の追加の成分を任意選択で含んでもよく、このことは、気化される極低温液体が、メタンの沸点よりも低い沸点を有する場合に特に当てはまる。

混合作動流体を使用することにより、熱交換器の長さに応じて各ポイントにおける低温流と作動流体との間の温度差を減らすことにより、低温流体と高温流体との間の熱交換の不可逆性に関連するエネルギー損失を減らすことができる。各流体の組成、膨張前後の圧力、及び／又は温度は、可能な限り最良のエネルギー回収を確実にするように適合させることができる。

作動流体が混合される場合、すなわち混合物である場合、作動流体は極めて低い温度で液体熱交換器を出て、次いで、凝縮された流体を関係する熱交換器に再導入して加熱し、高温端部における出口温度を最大化し、タービンでの膨張中に電気を生成すると都合がよいことに留意されたい。

特に、第１の炭化水素混合物の成分のモル分率（％）での割合は、次のとおり（モル％）であり得る。
メタン：２０％～６０％、好ましくは３０％～５０％
プロパン：０％～２０％、好ましくは０％～１０％
エチレン：２０％～７０％、好ましくは３０％～６０％

第２の炭化水素混合物の成分のモル分率（％）での割合は、次のとおりであり得る。
メタン：０％～２０％、好ましくは０％～１０％
プロパン：２０％～６０％、好ましくは３０％～５０％
エチレン：２０％～６０％、好ましくは３０％～５０％
イソブタン：０％～２０％、好ましくは０％～１０％

好ましくは、第１の高温流Ｃ１、第２の高温流Ｃ２、及び／又は第３の高温流Ｃ３は、熱交換器への入口温度が好ましくは０℃より高い、好ましくは１０℃～３０℃の海水から形成される。

低温流Ｆは、－１４０℃～－１７０℃の温度で入口４１において完全に液化されて導入される炭化水素流であることが好ましい。

低温流Ｆが液体酸素、窒素、又は水素などの別の性質の液体によって形成される場合、入口４１における流体の温度は、貯蔵圧力における平衡温度のオーダーであることが好ましい。

低温流Ｆは、出口４２において－８５℃～－１０５℃の温度、出口８２において－１０℃～－２０℃の温度、及び／又は出口９２において５℃～５０℃の温度を有して、この温度で分配網１００に導入されることが好ましい。低温流Ｆは、場合に応じて、出口４２、８２、又は９２を介して完全に気化されて出ることが好ましい。

低温流は、低温流が流れるチャネル全体で１０～１００バールの圧力を有することが好ましい。

本発明に関連して、供給流２００は、第４のチャネル４の出口において－１７０℃～－１４０℃の温度、第８のチャネル８の出口において－１１０℃～－８０℃の温度、及び／又は第９のチャネル９の出口において－２０℃～－１０℃の温度を有することが好ましい。

第１の作動流体Ｗ１は、第３のチャネル３において凝縮された後、第１の温度Ｔ１を有することが好ましい。第２の作動流体Ｗ２は、第７のチャネル７において凝縮された後、Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２を有する。

Ｔ２は－６０℃～－３０℃であり、Ｔ１は－１１０℃～－７０℃であることが好ましい。別の可能な形態によれば、Ｔ２は－１１０℃～－８０℃であり、Ｔ１は－１６０℃～－１２０℃である。

第１の作動流体Ｗ１は、０℃～－３０℃の温度で少なくとも１つの第１のチャネル１から気化されて出る、及び／又は第２の作動流体Ｗ２は、５℃～２５℃の温度で第５のチャネル５から気化されて出ることが好ましい。

第１の作動流体Ｗ１及び第２の作動流体Ｗ２は、第１及び第２の「低」圧Ｌｐ１、Ｌｐ２で第３のチャネル３及び第７のチャネル７をそれぞれ出て、第１及び第２の「高」圧Ｈｐ１、Ｈｐ２で第１のチャネル１及び第５のチャネル５にそれぞれ入ることが好ましい。

第１及び／若しくは第２の高圧Ｈｐ１、Ｈｐ２は１０～４０バールであり、並びに／又は第１及び／若しくは第２の低圧Ｌｐ１、Ｌｐ２は１～５バールであることが好ましい。より好ましくは、第１の高圧Ｈｐ１は、第１の低圧Ｌｐ１の２．５～１５倍高い、及び／又は第２の高圧Ｈｐ２は、第２の低圧Ｌｐ２の２．５～１５倍高い。これらの値及び圧力比により、本方法を流体のエンタルピー曲線に適合させ、平衡温度を最適に調整することができる。作動圧力が高いほど、回収されるエネルギー量は多くなる。少なくとも２．５倍であることにより、十分に有益な量のエネルギーの回収が可能になる。実際には、圧力は膨張部の容量によって制限される。

当然のことながら、第１の作動流体及び第２の作動流体に関する上記の特性の一部又は全部は、例えば図１のように、単一の作動流体が使用される場合に適用可能である。

本発明の有効性を実証するために、単一のランキンサイクル（シミュレーションＮｏ．１）及び本発明の実施形態による各ランキンサイクルの組み合わせ（シミュレーションＮｏ．２、Ｎｏ．３、及びＮｏ．４）で得られるエネルギー収率を計算するシミュレーションを実施した。

低温流は、９０．５％のメタン、７．３％のエタン、１．５％のプロパン、０．２％のブタン、０．３％のイソブタン、及び０．２％の窒素（ｍｏｌ％）を含む天然ガスとした。

シミュレーションＮｏ．１：
使用した熱交換器構成を図１に示す。唯一の作動流体をプロパンとした。作動流体Ｗ１の圧力は、気化熱交換器の入口においては７．５バールであり、凝縮熱交換器の出口３２においては１．５バールであった。高温流は、気化熱交換器の入口において圧力５バール、温度２３℃の海水とした。

シミュレーションＮｏ．２：
使用した熱交換器構成を図２に示す。作動流体は純物質とした。第１の作動流体Ｗ１をエチレンとした。第２の作動流体Ｗ２をエタンとした。第１の作動流体Ｗ１の圧力は、入口１ａにおいては３２バールであり、出口３２においては２バールであった。第２の作動流体Ｗ２の圧力は、入口５１においては２７バールであり、出口７２においては５．８バールであった。天然ガスの圧力は、入口４１においては９０バールであり、出口９２においては８９バールであった。高温流Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３は、チャネル２、６、及び１２の入口及び出口において圧力５バールの海水とした。様々なチャネルの入口又は出口における計算された流体温度を表１に示す。

シミュレーションＮｏ．３：
使用した熱交換器構成を図３に示す。第１の作動流体Ｗ１は、５３％のエチレン、４１％のメタン、及び６％のプロパン（ｍｏｌ％）を含む炭化水素混合物とした。第２の作動流体Ｗ２は、４６％のエチレン、３８％のプロパン、８％のメタン、及び８％のイソブタン（ｍｏｌ％）を含む炭化水素混合物とした。第１の作動流体Ｗ１の圧力は、入口２３においては３１．０バールであり、出口３２においては１．８バールであった。第２の作動流体Ｗ２の圧力は、入口４３においては１２．４バールであり、出口７２においては４．６バールであった。天然ガスの圧力は、入口４１においては９０バールであり、出口８２においては８９．５バールであった。高温流Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３は、チャネル２、６、及び１２の入口及び出口において圧力５バールの海水とした。様々なチャネルの入口又は出口における計算された流体温度を表２に示す。

シミュレーションＮｏ．４：
使用した熱交換器構成を図５に示す。作動流体は純物質とした。第１の作動流体Ｗ１をエチレンとした。第２の作動流体Ｗ２をエタンとした。第１の作動流体Ｗ１の圧力は、入口１ａにおいては８．１バールであり、出口３２においては２．１バールであった。第２の作動流体Ｗ２の圧力は、入口５１においては２７バールであり、出口２２においては５．８バールであった。天然ガスの圧力は、入口４１においては９０バールであり、出口９２においては８９バールであった。高温流Ｃ２は、チャネル６の入口及び出口において圧力５バールの海水とした。様々なチャネルの入口又は出口における計算された流体温度を表３に示す。

シミュレーションＮｏ．５：
使用した熱交換器構成を図４に示す。第１の作動流体Ｗ１は、５５．４％のエチレン、４１％のメタン、及び３．６％のプロパン（ｍｏｌ％）を含む炭化水素混合物とした。第２の作動流体は、４６％のエチレン、３８％のプロパン、８％のメタン、及び８％のイソブタンを含む炭化水素混合物とした。第１の作動流体Ｗ１の圧力は、入口１４１においては１６．７バールであり、出口３２においては１．７バールであった。第２の作動流体Ｗ２の圧力は、入口１５１においては１２バールであり、出口２２においては４．２バールであった。天然ガスの圧力は、入口４１においては９０バールであり、出口８２においては８９．５バールであった。高温流Ｃ１は、チャネル２の入口及び出口において圧力５バールの海水とした。様々なチャネルの入口又は出口における計算された流体温度を表４に示す。

シミュレーションＮｏ．１では、第１の動作モードで得られたエネルギー収率は０．０１６ｋＷｈ／Ｎｍ^３であった。

シミュレーションＮｏ．２では、第１のランキンサイクルの第１の動作モードで得られたエネルギー収率は０．０１１４ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、第２のランキンサイクルのエネルギー収率は０．００４９ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、つまりプロセス全体の収率は０．０１６３４ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、シミュレーションＮｏ．１に対して２％のオーダーのゲインを表すものであった。

シミュレーションＮｏ．３では、第１のランキンサイクルのエネルギー収率は０．０１６ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、第２のランキンサイクルのエネルギー収率は０．０１１ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、つまり全体の収率は０．０２７ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、シミュレーションＮｏ．１に対して６８％のオーダーのゲインを表すものであった。

シミュレーションＮｏ．４では、第１のランキンサイクルのエネルギー収率は０．００４５ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、第２のランキンサイクルのエネルギー収率は０．０１３４ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、つまり全体の収率は０．０１７９ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、シミュレーションＮｏ．１に対して１２％のオーダーのゲインを表すものであった。シミュレーションＮｏ．５では、第１のランキンサイクルのエネルギー収率は０．０１２ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、第２のランキンサイクルのエネルギー収率は０．０２１ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、つまり全体の収率は０．０３３ｋＷｈ／Ｎｍ^３であり、シミュレーションＮｏ．１に対して１０６％のオーダーのゲインを表すものであった。

いずれの場合も、本方法のシミュレーションを両方の動作モードで行った。例として、シミュレーションＮｏ．５による方法を考える。第１の動作モードでは、第１の作動流体の流量は１０５５Ｎｍ^３／ｈであり、第２の作動流体の流量は３６１７Ｎｍ^３／ｈであった。

第２の動作モードでは、第１の作動流体の流量は９２７Ｎｍ^３／ｈであり、つまり第１の動作モードと比較して１２％の減少（相対差）であり、第２の作動流体の流量は３４００Ｎｍ^３／ｈであり、つまり第１の動作モードと比較して６％の減少（相対差）であった。窒素により形成された供給流２００を第３の熱交換器Ｅ３に導入した。第２の熱交換器Ｅ２の入口において圧力は約３５バールであり、温度は約２０℃であった。

第２の熱交換器の出口において液化された供給流２０１が得られ、前記供給流２０１は、温度が約－１５０℃、圧力が約３４．５バールであった。

ＬＮＧの流量が約３０００Ｎｍ^３／ｈである状態で、事前のフラッシュ膨張後の貯蔵圧力１０バール、貯蔵温度－１７０℃で約１７５Ｎｍ^３／ｈの窒素を貯蔵タンク２０３に貯蔵することができた。この液体窒素の生成には、０．０２９ｋＷｈ／Ｎｍ^３ _ＬＮＧのオーダーの発電、つまり、第１の動作モードのみでのシミュレーションＮｏ．５に対して、生成される電気エネルギーが０．００４ｋＷｈ／Ｎｍ^３の減少も伴っていた。

第１の作動流体及び第２の作動流体を混合して使用することにより、液化天然ガスと作動流体との間の熱交換図が改善されるおかげで、本方法の性能が大幅に向上することに留意されたい。

例として、図６は、一方は（（ａ）における）シミュレーションＮｏ．４による純粋な作動流体とのサイクルの組み合わせから得られ、他方は（（ｂ）における）シミュレーションＮｏ．５による混合作動流体のサイクルの組み合わせから得られた、交換された熱－温度（ΔＨ－Ｔ）熱交換図即ちエンタルピー曲線の比較を示している。例示された図は、処理されるＬＮＧの流量が３０００Ｎｍ^３／ｈ（つまり、工業用ユニットの約１／１００スケール）の場合について得られたものである。曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、それぞれ、天然ガスと、ＬＮＧを含むプロセスにおいて加熱及び／又は気化されるすべての冷媒流体（曲線Ａ及びＣ）並びに第１及び第２の作動流体を含むプロセスで冷却及び／又は凝縮されるすべての熱発生流体（曲線ＢとＤ）とについて交換される熱量の変化を温度の関数として、２つのシミュレートされた構成のそれぞれについて示している。成分の混合物で構成される作動流体を使用することにより平均温度差が大幅に減少することが図６ｂ）から分かり、これは、このサイクルの効率が高いことを説明している。

当然のことながら、本発明は、本特許出願に記載及び図示された特定の例に限定されるものではない。当業者の想到し得る範囲内の他の変形形態又は実施形態もまた、本発明の範囲から逸脱することなく想定され得る。例えば、熱交換器からの流体の注入及び抽出の他の構成、流体の他の流れの方向付け、他のタイプの流体などが想定され得る。

Claims (21)

1. 貯蔵タンク（２０３）と、少なくとも１つの発電機（Ｇ）と、流体を熱交換関係となるように流すように構成されたいくつかのチャネルを備える少なくとも１つの熱交換装置とを備えるシステムにおける、低温流（Ｆ）から冷凍エネルギーを回収するための方法であって、前記方法が、第１の動作モードにおいて、
   ａ）第１の高圧（Ｈｐ１）を有する第１の作動流体（Ｗ１）を少なくとも１つの第１のチャネル（１）に導入し、前記少なくとも１つの第１のチャネル（１）と熱交換関係にある少なくとも１つの第２のチャネル（２）に流れる少なくとも１つの第１の高温流（Ｃ１）に前記第１の作動流体（Ｗ１）の少なくとも一部を接触させて気化させるステップと、
   ｂ）電気エネルギーを生成するために第１の発電機と協働する第１の膨張部において、ステップａ）から得られた前記第１の作動流体（Ｗ１）を前記第１のチャネル（１）から送達し、Ｈｐ１未満である第１の低圧（Ｌｐ１）に膨張させるステップと、
   ｃ）ステップｂ）において膨張させた前記第１の作動流体（Ｗ１）を少なくとも１つの第３のチャネル（３）に導入し、少なくとも前記第３のチャネル（３）と熱交換関係にある少なくとも１つの第４のチャネル（４）に流れる少なくとも１つの前記低温流（Ｆ）に前記第１の作動流体（Ｗ１）の少なくとも一部を接触させて凝縮させるステップと、
   ｄ）ステップｃ）において少なくとも部分的に凝縮された前記第１の作動流体（Ｗ１）を前記第３のチャネル（３）から送達し、前記第１の作動流体（Ｗ１）の圧力を前記第１の圧力（Ｈｐ１）に上昇させ、前記第１のチャネル（１）に再導入するステップと
   を含み、前記方法が、第２の動作モードにおいて、
   ｅ）少なくとも前記第４のチャネル（４）と熱交換関係にある少なくとも１つの第１０のチャネル（１０）に供給流（２００）を導入するステップと、
   ｆ）前記供給流（２００）の少なくとも一部を前記低温流（Ｆ）に接触させて凝縮させて、少なくとも部分的に液化された供給流（２０１）を前記第１０のチャネル（１０）の出口において生成するステップと、
   ｇ）ステップｆ）において生成された前記供給流（２０１）を前記貯蔵タンク（２０３）に充填するステップと
   を含むことを特徴とする、方法。
2. ｈ）ステップｆ）から得られた前記供給流（２０１）を過冷却器（２０５）に導入するステップと、
   ｉ）第３の膨張部（２０２）において、前記供給流（２０１）を前記過冷却器（２０５）から送達し、膨張させて、前記供給流（２０１）の気相（２０４）及び液相を形成するステップと、
   ｊ）前記気相（２０４）及び液相を前記貯蔵タンク（２０３）に導入するステップと、
   ｋ）前記気相（２０４）の少なくとも一部を前記貯蔵タンク（２０３）から抽出し、前記過冷却器（２０５）に導入して、前記過冷却器（２０５）に流れる前記供給流（２０１）を前記気相（２０４）との熱交換によって冷却するステップと、
   ｌ）圧縮装置において前記気相（２０４）を圧縮して、圧縮された気相（２０６）を形成し、前記圧縮された気相（２０６）を前記第１０のチャネル（１０）に導入する前に前記供給流（２００）に導入するステップと、
   を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第４のチャネル（４）から出る前記低温流（Ｆ）が少なくとも１つの第８のチャネル（８）に導入され、前記方法が、前記第１の動作モードにおいて、
   ｍ）第２の高圧（Ｈｐ２）を有する第２の作動流体（Ｗ２）を少なくとも１つの第５のチャネル（５）に導入し、少なくとも前記第５のチャネル（５）と熱交換関係にある少なくとも１つの第６のチャネル（６）に流れる少なくとも１つの第２の高温流（Ｃ２）に前記第２の作動流体（Ｗ２）の少なくとも一部を接触させて気化させるステップと、
   ｎ）電気エネルギーを生成するために第２の発電機と協働する第２の膨張部において、ステップｍ）において少なくとも部分的に気化された前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第５のチャネル（５）から送達し、前記Ｈｐ２未満である第２の低圧（Ｌｐ２）に膨張させるステップと、
   ｏ）ステップｎ）において膨張させた前記第２の作動流体（Ｗ２）を、少なくとも前記第８のチャネル（８）と熱交換関係にある少なくとも１つの第７のチャネル（７）に導入し、前記第８のチャネル（８）に流れる前記低温流（Ｆ）に前記第２の作動流体（Ｗ２）の少なくとも一部を接触させて凝縮させるステップと、
   ｐ）ステップｇ）において少なくとも部分的に凝縮された前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第７のチャネル（７）から送達し、前記第２の作動流体（Ｗ２）の圧力を前記第２の高圧（Ｈｐ２）に上昇させ、前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第５のチャネル（５）に再導入するステップと、
   を含み、
   前記方法が、第２の動作モードにおいて、
   ｑ）ステップｆ）の前に、前記第８のチャネル（８）と熱交換関係にある少なくとも１つの第１１のチャネル（１１）に前記供給流（２００）を導入するステップと、
   ｒ）少なくとも一部が凝縮している可能性のある状態の前記供給流（２００）を前記低温流（Ｆ）に接触させて冷却して、冷却された供給流（２００）を前記第１１のチャネル（１１）の出口において得て、前記冷却された供給流（２００）を前記第１０のチャネル（１０）に導入するステップと
   を更に含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第４のチャネル（４）から出る前記低温流（Ｆ）が少なくとも１つの第８のチャネル（８）に導入され、前記方法が、前記第１の動作モードにおいて、
   ｓ）第２の高圧（Ｈｐ２）を有する第２の作動流体（Ｗ２）を少なくとも１つの第５のチャネル（５）に導入し、少なくとも前記第５のチャネル（５）と熱交換関係にある少なくとも１つの第６のチャネル（６）に流れる少なくとも１つの第２の高温流（Ｃ２）に前記第２の作動流体（Ｗ２）の少なくとも一部を接触させて気化させるステップと、
   ｔ）電気エネルギーを生成するために第２の発電機と協働する第２の膨張部において、ステップｓ）において少なくとも部分的に気化された前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第５のチャネル（５）から送達し、前記Ｈｐ２未満である第２の低圧（Ｌｐ２）に膨張させるステップと、
   ｕ）ステップｔ）において膨張させた前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第２のチャネル（２）に導入し、前記第８のチャネル（８）に流れる少なくとも前記低温流（Ｆ）に前記第２の作動流体（Ｗ２）の少なくとも一部を接触させて凝縮させるステップと、
   ｖ）ステップｕ）において少なくとも部分的に凝縮された前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第２のチャネル（２）から送達し、前記第２の作動流体（Ｗ２）の圧力を前記第２の高圧（Ｈｐ２）に上昇させ、前記第２の作動流体（Ｗ２）を前記第５のチャネル（５）に再導入するステップであって、
   ステップａ）において流れる前記第１の高温流（Ｃ１）が、ステップｕ）において前記第２のチャネル（２）に流れる前記第２の作動流体（Ｗ２）によって少なくとも部分的に形成される、ステップと
   を更に含み、
   前記方法が、前記第２の動作モードにおいて、
   ｗ）ステップｆ）の前に、少なくとも前記第８のチャネル（８）と熱交換関係にある少なくとも１つの第１１のチャネル（１１）に前記供給流（２００）を導入するステップと、
   ｘ）少なくとも一部が凝縮している可能性のある状態の前記供給流（２００）を前記低温流（Ｆ）に接触させて冷却して、冷却された供給流（２００）を前記第１１のチャネル（１１）の出口において得、前記冷却された供給流（２００）を前記第１０のチャネル（１０）に導入するステップと、
   を更に含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記第１の作動流体（Ｗ１）及び／又は前記第２の作動流体（Ｗ２）が有機流体であり、前記第１の作動流体（Ｗ１）及び／又は前記第２の作動流体（Ｗ２）が第１の炭化水素混合物及び第２の炭化水素混合物をそれぞれ含み、前記第１の炭化水素混合物及び前記第２の炭化水素混合物がそれぞれ、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プロピレン、ブテン、及びイソブタンから選択される少なくとも２種の炭化水素を、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、及びネオンから選択される少なくとも１種の追加の成分の添加を任意選択で伴って含むことが好ましいことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第１の作動流体（Ｗ１）及び／又は前記第２の作動流体（Ｗ２）が有機流体であり、前記第１の作動流体（Ｗ１）及び／又は前記第２の作動流体（Ｗ２）が第１の炭化水素及び第２の炭化水素からそれぞれ構成される純物質であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記供給流（２００）が、主に、好ましくは完全に又は略完全に、空気ガス、好ましくは窒素、酸素、又はアルゴンで形成されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記低温流（Ｆ）が、液化天然ガスなどの液化炭化水素流、又は液化窒素流、液化酸素流、及び液化水素流から選択される極低温液体流であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１の高温流（Ｃ１）、前記第２の高温流（Ｃ２）、及び／又は第３の高温流（Ｃ３）が、海水、好ましくは厳密に０℃よりも高い温度、好ましくは１０℃～３０℃の温度で導入された海水から形成され、前記海水が、先行する加熱ステップを任意選択で経ていることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記方法が、前記第１の動作モード又は前記第２の動作モードにしたがって選択的に実行されることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１の動作モード又は前記第２の動作モードの選択が、電力需要を表す少なくとも１つのパラメータの値に応じて行われ、前記方法が、電力供給網上及び／又は産業設備によって消費される瞬時電力及び／又は電気エネルギーの少なくとも１つの値を決定する少なくとも１つのステップを含むことが好ましく、前記方法が、前記値が所定の閾値以上の場合は前記第１の動作モードで、又は前記値が前記所定の閾値未満の場合は前記第２の動作モードで実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２の動作モードでは、前記第１の高温流（Ｃ１）、前記第２の高温流（Ｃ２）、前記第１の作動流体（Ｗ１）、及び／又は前記第２の作動流体（Ｗ２）のうち少なくとも１つの流量が低減又は更には停止されることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記方法が、前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードで同時に実行されて、電気エネルギーと少なくとも部分的に液化された供給流（２０１）とを同時に生成し、前記方法が、少なくとも前記第１の作動流体（Ｗ１）及び／又は前記第２の作動流体（Ｗ２）の前記流量の変動によって動作を調整する少なくとも１つのステップを含むことを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
14. ステップｆ）から得られた前記供給流（２０１）が、少なくとも５バール、好ましくは少なくとも２０バール、より好ましくは少なくとも３０バールの圧力を有することを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記第８のチャネル（８）を出る前記低温流（Ｆ）が、少なくとも１つの第９のチャネル（９）に導入されて、前記第２の高温流（Ｃ２）、前記第２の作動流体（Ｗ２）、及び／又は第３の高温流（Ｃ３）に接触して加熱され、前記供給流（２００）が、前記第１１のチャネル（１１）に導入される前に、少なくとも前記第９のチャネル（９）と熱交換関係にある少なくとも１つの第１３のチャネル（１３）に導入されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記低温流（Ｆ）と前記供給流（２００）とが向流的に流れることを特徴とする、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記第１のチャネル、前記第２のチャネル、前記第３のチャネル、前記第４のチャネル、前記第５のチャネル、前記第６のチャネル、前記第７のチャネル、前記第８のチャネル、前記第９のチャネル、前記第１０のチャネル、前記第１１のチャネル、第１２のチャネル、及び／又は前記第１３のチャネルが、少なくとも１つのろう付けされた平板タイプの熱交換器の一部を形成し、前記熱交換器が、前記熱交換器内のいくつかのチャネルのいくつかの連なりの範囲を定めるように互いに間隔を空けたいくつかの平行平板のスタックを備えることを特徴とする、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記供給流（２００）がガスの形態で前記第１０のチャネル（１０）、前記第１１のチャネル（１１）、及び／又は前記第１３のチャネル（１３）に導入され、好ましくは－２００℃～－１３０℃、好ましくは－１７０℃～－１３０℃、より好ましくは－１６０℃～－１４０℃の温度で完全に凝縮されて前記第１０のチャネル（１０）から出ることを特徴とする、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 貯蔵タンク（２０３）と、少なくとも１つの発電機と、流体を熱交換関係となるように流すように構成されたいくつかのチャネルを備える少なくとも１つの熱交換装置とを備えるシステムにおける、低温流（Ｆ）から冷凍エネルギーを回収するための設備であって、前記設備が、
    第１の作動流体（Ｗ１）を流すように構成された少なくとも１つの第１のチャネル（１）と、
    第１の高温流（Ｃ１）を流すように構成された少なくとも１つの第２のチャネル（２）であって、前記第２のチャネル（２）が、第１の動作モードにおいて、前記第１のチャネル（１）に導入された前記第１の作動流体（Ｗ１）が前記第１の高温流（Ｃ１）に接触して少なくとも部分的に気化されるように、前記第１のチャネル（１）と熱交換関係にある、少なくとも１つの第２のチャネル（２）と、
    前記第１のチャネル（１）の下流に配置され、前記第１のチャネル（１）を出る前記第１の作動流体（Ｗ１）の圧力を第１の高圧（Ｈｐ１）から第１の低圧（Ｌｐ１）に低下させるように構成された第１の膨張部と、
    前記第１の膨張部に結合された発電機と、
    前記第１の膨張部の下流に配置され、前記第１の膨張部によって膨張された前記第１の作動流体（Ｗ１）を流すように構成された少なくとも１つの第３のチャネル（３）と、
    低温流（Ｆ）を流すように構成された少なくとも１つの第４のチャネル（４）であって、前記第４のチャネル（４）が、前記第１の動作モードにおいて、前記第３のチャネル（３）に導入された少なくとも部分的に気化した前記第１の作動流体（Ｗ１）が前記低温流（Ｆ）に接触して少なくとも部分的に凝縮されるように、前記第３のチャネル（３）と熱交換関係にある、少なくとも１つの第４のチャネル（４）と、
    前記第３のチャネル（３）の下流に配置され、前記第３のチャネル（３）を出る前記第１の作動流体（Ｗ１）の圧力を前記第１の低圧（Ｌｐ１）から前記第１の高圧（Ｈｐ１）に上昇させるように構成された第１の圧力上昇部と
    を備え、
    前記設備が、
    供給流（２００）を流すように構成された少なくとも１つの第１０のチャネル（１０）であって、前記第１０のチャネル（１０）が、第２の動作モードにおいて、前記第１０のチャネル（１０）に導入された前記供給流（２００）が前記低温流（Ｆ）に接触して少なくとも部分的に凝縮されるように、前記第４のチャネル（４）と熱交換関係にある、少なくとも１つの第１０のチャネルと、
    前記第１０のチャネル（１０）に流体的に接続される貯蔵タンク（２０３）と
    を更に備えることを特徴とする、設備。
20. 第２の作動流体（Ｗ２）を流すように構成された少なくとも１つの第５のチャネル（５）と、
    第２の高温流（Ｃ２）を流すように構成された少なくとも１つの第６のチャネル（６）であって、前記第６のチャネル（６）が、前記第１の動作モードにおいて、前記第５のチャネル（５）に導入された前記第２の作動流体（Ｗ２）が前記第２の高温流（Ｃ２）に接触して少なくとも部分的に気化されるように、前記第５のチャネル（５）と熱交換関係にある、少なくとも１つの第６のチャネル（６）と、
    前記第１のチャネル（１）の下流に配置され、前記第５のチャネル（５）を出る前記第２の作動流体（Ｗ２）の圧力を第２の高圧（Ｈｐ２）から第２の低圧（Ｌｐ２）に低下させるように構成された第２の膨張部と、
    前記第２の膨張部に結合された第２の発電機と、
    前記第２の膨張部の下流に配置され、前記第２の膨張部によって膨張された前記第２の作動流体（Ｗ２）を流すように構成された少なくとも１つの第２のチャネル（２）と、
    前記低温流（Ｆ）を流すように構成された少なくとも１つの第８のチャネル（８）であって、前記第８のチャネル（８）が、前記第１の動作モードにおいて、前記第２のチャネル（２）に導入された少なくとも部分的に気化した前記第２の作動流体（Ｗ２）が前記低温流（Ｆ）に接触して少なくとも部分的に凝縮されるように、前記第２のチャネル（２）と熱交換関係にある、少なくとも１つの第８のチャネル（８）と、
    前記第２のチャネル（２）の下流に配置され、前記第２のチャネル（２）を出る前記第２の作動流体（Ｗ２）の圧力を前記第２の低圧（Ｌｐ２）から前記第２の高圧（Ｈｐ２）に上昇させるように構成された第２の圧力上昇部と、
    前記供給流（２００）を流すように構成された少なくとも１つの第１１のチャネル（１１）であって、前記第１１のチャネル（１１）が、第２の動作モードにおいて、 前記第１０のチャネル（１０）に導入された前記供給流（２００）が前記第１０のチャネル（１０）に導入される前に前記低温流（Ｆ）に接触して冷却され、任意選択で少なくとも部分的に凝縮されるように、前記第８のチャネル（８）と熱交換関係にある、少なくとも１つの第１１のチャネル（１１）と、
    を更に備えることを特徴とする、請求項１９に記載の設備。
21. 自身の少なくとも１つの出口において供給流（２００）を生成することに適する、極低温蒸留空気分離ユニットなどの生成ユニットであって、前記少なくとも１つの出口が請求項１９又は２０に記載の設備に流体的に接続される、生成ユニットを備える、前記設備によって形成されるシステム。
    

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