JP4495146B2 - 中温および低温の熱源を利用する動力サイクルおよびシステム - Google Patents
中温および低温の熱源を利用する動力サイクルおよびシステム Download PDFInfo
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Description
特に、本発明は、地熱廃熱源または他の同様の熱源等の中温から低温の初期温度を有する熱源の利用のためのシステムおよび方法であって、エネルギー抽出のために最終的に完全に気化される作動流体をリッチにするための多段階の加熱プロセスおよび少なくとも1つの分離ステップを含んでいるシステムおよび方法に関する。
下記特許文献1において、作動流体は、異なる沸点を有する少なくとも2つの構成成分の混合物である。この作動流体が気化する高い圧力、およびこの作動流体が凝縮する使用済みの作動流体(タービン中での膨張の後)の圧力を、凝縮の初期温度が沸騰の初期温度より高くなるような方法で選択する。したがって、使用済みの作動流体の凝縮のプロセスで解放された熱を回収することにより、この作動流体の初期の沸騰を達成できるようになる。
したがって、エネルギー利用および転換を高度化するために、このような考えに基づいた、新規な熱力学サイクルおよびシステム用の技術が求められている。
本発明者等は、新しい熱力学的なサイクル(システムおよびプロセス)を、少なくとも2つの構成成分の混合物を含む作動流体を使用して実行できることを見いだした。この好ましい作動流体は水−アンモニア混合物であるが、炭化水素類および/またはフロン類の混合物等の他の混合物も使用可能であり、実際に同じ結果をもたらす。本発明のシステムおよび方法によれば、地熱源流体等の比較的低温の流体からの熱を、より効率的に、有用な形態のエネルギーに転換することができる。本システムでは、多成分系のベース作動流体を使用して、1つ以上(少なくとも1つ)の熱交換器または熱交換ゾーン中で、1つ以上(少なくとも1つ)の地熱源流からのエネルギーを抽出する。ベース作動流体で交換された熱は、次いでその獲得した熱エネルギーをタービン(もしくは蒸気流から熱エネルギーを抽出し、その熱エネルギーを機械的および/または電気的なエネルギーに転換するための他のシステム)に伝達し、このタービンは獲得した熱エネルギーを機械的エネルギーおよび/または電気的なエネルギーに転換する。本システムはまた、システム中のある点で流れの圧力を増大させるポンプと、ベース作動流体を冷却された流れと熱交換する熱交換器とを含んでいる。本発明のシステムおよび方法のある新規な特徴および本システムの効率を高める特徴のうちの1つは、分離した2つの回路(サーキット)設計を使用する結果としてもたらされるものである。この回路設計は高圧力回路および低圧力回路を有しており、使用済みの蒸気のためにこの高圧力回路から分離された使用済みの液体を含む流れが、使用済みのより低い圧力流の圧力で、凝縮に先立って、この使用済みのより低い圧力流を含む流れと混合されて初期的に完全に凝縮された液体流を生成するが、この混合流は初期の完全に凝縮された液体流よりリーンになる。本システムは、3メガワットから5メガワットの発電施設等の小型および中型に設計された電源装置に好適である。
図1Aに、本発明のシステムの好ましい実施形態を、全体を100として示す。本システム100について、流れを用いた操作(動作)、システム中の各点の条件、および装置の面から記述する。点1の(点1における)パラメータを有する周囲温度に近い温度で完全に凝縮する作動流体流がフィードポンプP1に入り、ある高い圧力までポンプ加圧され、点2のパラメータを得る。点2のパラメータを有する作動流体流の組成は、以下「ベース組成」または「ベース溶液」と称することにする。点2のパラメータを有する作動流体流は、次いで、復熱式の予熱器または熱交換器HE2を通過し、下記のベース溶液のリターン流によって向流で加熱され、点3のパラメータを得る。点3でのベース作動溶液の状態は、飽和しているか、またはわずかにサブクール液体の状態に相当する。
点40のパラメータを有する熱源流体の流れは、熱交換器HE6を通過し、ここで加熱プロセス16〜17に熱を提供し、点41のパラメータを得る。点41のパラメータを有する熱源流体の流れは、熱交換器HE5を通過し、ここで加熱プロセス10〜11に熱を供給し、点42のパラメータを得る。点42のパラメータを有する熱源流体の流れは、熱交換器HE4に入り、ここで加熱プロセス4〜6に熱を提供し、点43のパラメータを得る。
図1Dに、全体を100で示す本発明のシステムの他の実施形態を示すが、これは付加的な熱交換器HE7を含んでいる。すなわち、熱交換器HE5は、2つの熱交換器HE5’およびHE7に分割されており、点10のパラメータを有する流れと、点8および29のパラメータを有する流れとの間の温度差を減じるように設計してある。
表1(表1−1および表1−2)に、図1A中に示す実施形態の上述の点のパラメータの計算結果の例を示す。
本発明のこれらの3つの変形例、および先行技術中に記述されたシステムの効率および性能の概要を表2に示す。
改善変形例
地熱の廃熱および同様の熱源等の中温から低温の初期温度を有する熱源の利用のために設計された本発明のシステムについて、さらに他の好ましい実施形態の改善した形態を以下に述べる。
図2を参照する。全体を200で表す本発明のシステムの他の好ましい実施形態を示す。このシステムは点1のパラメータを有する周囲温度に近い温度で完全凝縮する作動流体流202を含み、この作動流体202は飽和溶液の状態に相当し、供給装置つまり第1のポンプP1に入る。点1のパラメータを有する流れ202は高い圧力までポンプ加圧され、点2のパラメータを有する流れ204となる。その後、下記に述べるように、点2のパラメータを有する流れ204が、点39のパラメータを有する液体の流れ206と混合され、点64のパラメータを有する流れ208を生成する。点39のパラメータを有する流れ206の組成は、点2のパラメータを有する流れ204の組成よりリーンである(すなわち、流れ206は、流れ204より低沸点成分の濃度が低い。)点64のパラメータを有する流れ208の組成は、明らかに点2のパラメータを有する流れ204の組成よりリーンであるが、しかし点39のパラメータを有する流れ206よりリッチ(低沸点成分の濃度がより高い)である。
後者の変形例で改良する本発明のシステムのこれまでの実施形態を使用するにあたり、本発明のシステムの作動プロセスは2つのサイクルから構成されている。
最初のサイクルは第1の沸騰組成のサイクルであり、加熱されて気化し、次にタービン中で完全に膨張し、次いで第1熱交換器HE1および凝縮器の中で凝縮する。第2のサイクルは再循環組成のサイクルであり、部分的に沸騰するのみであり、蒸気を生成し、この蒸気は、またタービンを通過し、第3の熱交換器HE3(復熱式のボイラー/凝縮器)の中でほとんどまたは完全に凝縮する。点24のパラメータを有する液体流284(すなわち復熱式のボイラー/凝縮器HE3の中で生成された液体)の組成がリッチになれば、続いて気化することができるこの流れの部分は大きくなり、全プロセスの効率を高めることになる。
Claims (9)
- 熱力学サイクルを実行する方法であって、
熱エネルギーを、完全に気化したベース作動流体流から使用可能なエネルギー形態に転換して、より低い圧力の使用済みの流れを生成するステップと、
前記使用済みの流れを、より低い圧力の液体流と混合して、より低い圧力の混合流を生成するステップと、
前記より低い圧力の混合流から、予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流へと、熱エネルギーを伝達して、冷却され混合されたより低い圧力の流れ、および加熱された第2のより高い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力の流れを、より低い圧力の蒸気流、およびより低い圧力の液体流へ分離するステップと、
前記より低い圧力の液体流(23)を、第1のより低い圧力の液体副次流(24)と、第2のより低い圧力の液体副次流(25)とに分けるステップと、
前記第2のより低い圧力の液体副次流(25)を、前記より低い圧力の蒸気流(22)と混合して、混合されたより低い圧力のベース作動流体流(26)を生成するステップと、
前記混合されたより低い圧力のベース作動流体流から、より高い圧力のベース作動流体流へと熱エネルギーを伝達して、予熱されたより高い圧力のベース作動流体流、および、冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流を、外部の冷却流で凝縮して、完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流(1)の圧力を増加させて、前記より高い圧力のベース作動流体流(2)を生成するステップと、
前記予熱されたより高い圧力のベース作動流体流(3)を、予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流(4)と、予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(5)とに分けるステップと、
3回冷却された外部熱源流から、前記予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流へと、熱エネルギーを伝達し、加熱されたより高い圧力のベース作動流体流、および使用済みの外部熱源流を生成するステップと、
前記加熱された第1および第2のより高い圧力のベース作動流体流を混合して、混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
2回冷却された外部熱源流から、前記混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流に熱エネルギーを伝達し、より熱くより高い圧力のベース作動流体流、および前記3回冷却された外部熱源流を生成するステップと、
より高い圧力の再循環する流体流を、前記より熱くより高い圧力のベース作動流体流と混合して、混合されたより高い圧力の流れを生成するステップと、
1回冷却された外部の熱源流から、前記混合されたより高い圧力の流れへと熱エネルギーを伝達して、前記2回冷却された外部の流れ、および部分的に気化したより高い圧力の流れを生成するステップと、
前記部分的に気化したより高い圧力の流れを、より高い圧力の蒸気流、およびより高い圧力の液体流に分離するステップと、
外部熱源流から、前記より高い圧力の蒸気流へと熱エネルギーを伝達して、前記1回冷却された外部の熱源流、および前記完全に気化した流れを生成するステップと、
前記より高い圧力の液体流の圧力を減じて、中間圧力の混合流を生成するステップと、
前記中間圧力の混合流を、中間圧力の蒸気流、および中間圧力の液体流に分離するステップと、
前記中間圧力の液体流の圧力を減じて、前記より低い圧力の液体流を生成するステップと、
前記第1のより低い圧力の液体副次流(24)の圧力を増加させて、中間圧力の液体流(9)を生成するステップと、
前記中間圧力の液体流(9)を、前記中間圧力の蒸気流(30)と混合して、混合された中間圧力の再循環する流れ(28)を生成するステップと、
前記混合された中間圧力の再循環する流れ(28)の圧力を増加させて、前記より高い圧力の再循環する流体流(29)を生成するステップとを含む、熱力学サイクルを実行する方法。 - 熱力学サイクルを実行する方法であって、
熱エネルギーを、完全に気化したベース作動流体流から使用可能なエネルギー形態に転換して、より低い圧力の使用済みの流れを生成するステップと、
前記使用済みの流れ(18)を、より低い圧力の液体流(32)と混合して、より低い圧力の混合流(20)を生成するステップと、
前記より低い圧力の混合流から、予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(5)へと熱エネルギーを伝達して、冷却され混合されたより低い圧力の流れ(21)、および加熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(7)を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力の流れを、より低い圧力の蒸気流、およびより低い圧力の液体流に分離するステップと、
前記より低い圧力の液体流(23)を、第1のより低い圧力の液体副次流(24)と、第2のより低い圧力の液体副次流(25)とに分けるステップと、
第2のより低い圧力の液体流を、前記より低い圧力の蒸気流と混合して、混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記混合されたより低い圧力のベース作動流体流から、より高い圧力のベース作動流体流へと熱エネルギーを伝達して、予熱されたより高い圧力のベース作動流体流、および冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流(27)を、外部の冷却流(51)で凝縮して、完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流(1)を生成するステップであって、前記外部の冷却流(51)が、ファンまたは圧縮機を通過した後のフィード外部冷却流(50)から派生するものであるステップと、
前記完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流の圧力を増加させて、前記より高い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記予熱されたより高い圧力のベース作動流体流を、予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流と、前記予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流とに分けるステップと、
前記より低い圧力のベース作動流体流から、液体のより高い圧力のベース作動流体流へと熱エネルギーを伝達して、前記予熱されたより高い圧力のベース作動流体流、および冷却されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
2回冷却された外部熱源流(42)から、前記予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流(4)へと熱エネルギーを伝達して、加熱された第1のより高い圧力のベース作動流体流(6)、および使用済みの外部熱源流(43)を生成するステップと、
前記加熱された第1および第2のより高い圧力のベース作動流体流(6,7)を混合して、混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流(8)を生成するステップと、
より高い圧力の再循環する流体流(29)を、前記混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流(8)と混合して、混合されたより高い圧力の流れ(10)を生成するステップと、
1回冷却された外部熱源流(41)から、前記混合されたより高い圧力の流れ(10)へと熱エネルギーを伝達して、部分的に気化したより高い圧力の流れ(11)、および前記2回冷却された外部熱源流(42)を生成するステップと、
前記部分的に気化したより高い圧力の流れ(11)を、より高い圧力の蒸気流(13)、およびより高い圧力の液体流(12)に分離するステップと、
前記より高い圧力の流れ(12)を、より高い圧力の液体副次流(14)と、より高い圧力の第2の液体副次流(15)とに分けるステップと、
前記より高い圧力の液体副次流(14)を、前記より高い圧力の蒸気流(13)と混合して、より高い圧力の混合流(16)を生成するステップと、
外部熱源流(40)から、前記より高い圧力の混合流(16)へと、熱エネルギーを伝達し、前記1回冷却された外部熱源流(41)、および前記完全に気化した流れ(17)を生成するステップと、
前記より高い圧力の第2の液体副次流(15)の圧力を低くして、中間圧力の混合流(19)を生成するステップと、
前記中間圧力の混合流(19)を、中間圧力の蒸気流(30)、および中間圧力の液体流(31)に分離するステップと、
前記中間圧力の液体流(31)の圧力を減じて、前記より低い圧力の液体流(32)を生成するステップと、
前記第1のより低い圧力の液体副次流(24)の圧力を増加させて、中間圧力の液体流(9)を生成するステップと、
前記中間圧力の液体流(9)を、前記中間圧力の蒸気流(30)と混合して、混合された中間圧力の再循環する流れ(28)を生成するステップと、
前記混合された中間圧力の再循環する流れ(28)の圧力を増加させて、前記より高い圧力の再循環する流体流(29)を生成するステップとを含む、熱力学サイクルを実行する方法。 - 熱力学サイクルを実行する方法であって、
熱エネルギーを、完全に気化したベース作動流体流から使用可能なエネルギー形態に転換して、より低い圧力の使用済みの流れを生成するステップと、
前記使用済みの流れ(18)を、より低い圧力の液体流(19)と混合して、より低い圧力の混合流(20)を生成するステップと、
前記より低い圧力の混合流から予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(5)へと熱エネルギー伝達して、冷却され混合されたより低い圧力の流れ(21)、および加熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(7)を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力の流れを、より低い圧力の蒸気流、およびより低い圧力の液体流に分離するステップと、
前記より低い圧力の液体流(23)を、第1のより低い圧力の液体副次流(24)と、第2のより低い圧力の液体副次流(25)とに分けるステップと、
第2のより低い圧力の液体副次流を、前記より低い圧力の蒸気流と混合して、混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記混合されたより低い圧力のベース作動流体流から、より高い圧力のベース作動流体流へと熱エネルギーを伝達して、予熱されたより高い圧力のベース作動流体流、および冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流(27)を、外部の冷却流(51)で凝縮して、完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流(1)を生成するステップであって、前記外部の冷却流(51)が、ファンまたは圧縮機を通過した後のフィード外部冷却流(50)から派生するものであるステップと、
前記完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流(1)の圧力を増加させて、前記より高い圧力のベース作動流体流(2)を生成するステップと、
前記予熱されたより高い圧力のベース作動流体流(3)を、予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流(4)と、前記予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(5)とに分けるステップと、
2回冷却された外部熱源流から、前記予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流へと熱エネルギーを伝達して、加熱された第1のより高い圧力のベース作動流体流、および使用済みの外部熱源流を生成するステップと、
前記加熱された第1および第2のより高い圧力のベース作動流体流を混合して、混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
より高い圧力の再循環する流体流(9)を、前記混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流(8)と混合して、混合されたより高い圧力の流れ(10)を生成するステップと、
1回冷却された外部熱源流(41)から、前記混合されたより高い圧力の流れ(10)へと、熱エネルギーを伝達して、部分的に気化したより高い圧力の流れ(11)、および前記2回冷却された外部熱源流(42)を生成するステップと、
前記部分的に気化したより高い圧力の流れ(11)を、より高い圧力の蒸気流(13)、およびより高い圧力の流れ液体流(12)に分離するステップと、
前記より高い圧力の液体流(12)を、より高い圧力の液体副次流(14)と、より高い圧力の第2の液体副次流(15)とに分けるステップと、
前記より高い圧力の液体副次流(14)を、前記より高い圧力の蒸気流(13)と混合して、より高い圧力の混合流(16)を生成するステップと、
外部熱源流(40)から、前記より高い圧力の混合流(16)へと、熱エネルギーを伝達して、前記1回冷却された外部熱源流(41)、および前記完全に気化した流れ(17)を生成するステップと、
前記より高い圧力の第2の液体副次流(15)の圧力を減じて、前記より低い圧力の液体流(19)を生成するステップと、
前記第1のより低い圧力の液体副次流(24)の圧力を増加させて、前記より高い圧力の再循環する流体流(9)を生成するステップとを含む、熱力学サイクルを実行する方法。 - 熱力学サイクルを実行する方法であって、
熱エネルギーを、完全に気化したベース作動流体流から、使用可能なエネルギー形態に転換して、より低い圧力の使用済みの流れを生成するステップと、
前記より低い圧力の使用済みの流れから、予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流へと熱エネルギーを伝達して、冷却されたより低い圧力の使用済みの流れ、および加熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力の流れを、より低い圧力の蒸気流と、より低い圧力の液体流とに分離するステップと、
前記より低い圧力の液体流(23)を、第1のより低い圧力の液体副次流(24)と、第2のより低い圧力の液体副次流(25)とに分けるステップと、
第2のより低い圧力の液体副次流を、前記より低い圧力の蒸気流と混合して、混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記混合されたより低い圧力のベース作動流体流から、より高い圧力のベース作動流体流へと熱エネルギーを伝達して、予熱されたより高い圧力のベース作動流体流、および冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流を、外部の冷却流で凝縮させて、完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流を生成するステップであって、前記外部の冷却流(51)が、ファンまたは圧縮機を通過した後のフィード外部冷却流(50)から派生するものであるステップと、
前記完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流の圧力を増加させて、前記より高い圧力のベース作動流体流を生成するステップと、
前記予熱されたより高い圧力のベース作動流体流(3)を、予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流(4)と、前記予熱された第2のより高い圧力のベース作動流体副次流(5)とに分けるステップと、
1回冷却された外部の熱源流から、前記予熱された第1のより高い圧力のベース作動流体副次流へと熱エネルギーを伝達して、加熱された第1のより高い圧力のベース作動流体流(6)、および使用済みの外部熱源流(43)を生成するステップと、
前記加熱された第1および第2のより高い圧力のベース作動流体流(6,7)を混合して、混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流(8)を生成するステップと、
より高い圧力の再循環する流体流(9)を、前記混合され加熱されたより高い圧力のベース作動流体流(8)と混合して、混合されたより高い圧力の流れ(10)を生成するステップと、
外部熱源流から前記混合されたより高い圧力の流れへと熱エネルギーを伝達して、前記1回冷却された外部の熱源流、および前記完全に気化した流れを生成するステップと、
前記第1のより低い圧力の液体副次流(24)の圧力を増加させて、前記より高い圧力の再循環する流体流(9)を生成するステップとを含む、熱力学サイクルを実行する方法。 - 熱力学サイクルを実行する方法であって、
熱エネルギーを、完全に気化した作動構成成分流(266)から、使用可能なエネルギー形態に転換して、より低い圧力の使用済みの流れ(268)を生成するステップと、
前記使用済みの流れ(268)を、より低い圧力の液体流(276)と混合して、より低い圧力の混合流(238)を生成するステップと、
前記より低い圧力の混合流(238)から、第2のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(228)へと、熱エネルギーを伝達して、冷却され混合されたより低い圧力の流れ(240)、および加熱された第1の沸騰溶液の副次流(236)を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力の流れ(240)を、より低い圧力の蒸気流(280)、およびより低い圧力の液体流(282)へ分離するステップと、
前記より低い圧力の液体流(282)を、第1のより低い圧力の液体副次流(284)と、第2のより低い圧力の液体副次流(286)とに分けるステップと、
第2のより低い液体副次流(286)を、前記より低い圧力の蒸気流(280)と混合して、混合されたより低い圧力のベース作動流体流(210)を生成するステップと、
前記混合されたより低い圧力のベース作動流体流(210)から、より高い圧力のリーンなベース作動流体流(208)へと熱エネルギーを伝達して、予熱されたより高い圧力のリーンなベース作動流体流(212)、および冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流(214)を生成するステップと、
前記冷却され混合されたより低い圧力のベース作動流体流(214)を、外部の冷却流(290)で凝縮して、完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流(202)を生成するステップと、
前記完全に凝縮したより低い圧力のベース作動流体流(202)の圧力を増加させて、前記より高い圧力のベース作動流体流(204)を生成するステップと、
前記より高い圧力のベース作動流体流(204)を、より高い圧力のリーンな液体流(206)と混合して、前記より高い圧力のリーンなベース作動流体流(208)を生成するステップと、
前記予熱されたより高い圧力のリーンなベース作動流体流(212)を、より高い圧力の第1の沸騰溶液の流れ(216)と、予熱されたより高い圧力のリーンなベース作動流体副次流(218)とに分けるステップと、
前記予熱されたより高い圧力のリーンなベース作動流体副次流(218)の圧力を減じて、中間圧力の混合されたリーンなベース作動流体副次流(220)を生成するステップと、
前記中間圧力の混合されたリーンなベース作動流体副次流(220)を、中間圧力のリーンな液体流(224)、および中間圧力の蒸気流(222)に分離するステップと、
前記中間圧力のリーンな液体流(224)の圧力を増加させて、前記より高い圧力のリーンな液体流(206)を生成するステップと、
前記より高い圧力の第1の沸騰溶液の流れ(216)を、第1のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(226)と、前記第2のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(228)と、第3のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(230)とに分けるステップと、
2回冷却された外部熱源流(42)から、前記第1のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(226)へと、熱エネルギーを伝達し、加熱された第1のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(232)、および使用済みの外部熱源流(43)を生成するステップと、
中間圧力の再循環する流体流(244)から、前記第3のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(230)へと、熱エネルギーを伝達し、加熱された第3のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(242)、および冷却された中間圧力の再循環する流体流(246)を生成するステップと、
前記冷却された中間圧力の再循環する流体流(246)の圧力を増加させて、より高い圧力の再循環する流体流(250)を生成するステップと、
前記加熱された第1、第2および第3のより高い圧力の第1の沸騰溶液の副次流(232,236,242)を混合して、混合され加熱されたより高い圧力の第1の沸騰溶液の流れ(248)を生成するステップと、
前記より高い圧力の再循環する流体流(250)と、前記混合され加熱されたより高い圧力の第1の沸騰溶液の流れ(248)とを混合して、より高い圧力の第2の沸騰溶液の流れ(232)を生成するステップと、
1回冷却された外部の熱源流(41)から、前記より高い圧力の第2の沸騰溶液の流れ(232)へと熱エネルギーを伝達して、部分的に気化したより高い圧力の第2の沸騰溶液の流れ(254)、および2回冷却された外部熱源流(42)を生成するステップと、
前記部分的に気化したより高い圧力の第2の沸騰溶液の流れ(254)を、より高い圧力の蒸気流(256)、およびより高い圧力の液体流(258)に分離するステップと、
前記より高い圧力の液体流(258)を、第1のより高い圧力の液体副次流(250)と、第2のより高い圧力の液体副次流(262)とに分けるステップであって、前記第2のより高い圧力の液体副次流(262)の流量がゼロであり得るステップと、
より高い圧力の蒸気流(256)と、前記第2のより高い圧力の液体副次流(262)とを混合して、より高い圧力の作動構成成分流(264)を生成するステップと、
外部の熱源流(40)から、前記より高い圧力の作動構成成分流(264)へと熱エネルギーを伝達して、前記1回冷却された外部の熱源流(41)、および前記完全に気化した作動構成成分流(266)を生成するステップと、
前記第1のより高い圧力の液体副次流(260)の圧力を減じて、中間圧力の混合流(270)を生成するステップと、
前記中間圧力の混合流(270)を、中間圧力の蒸気流(270)、および中間圧力の液体流(274)に分離するステップと、
前記中間圧力の液体流(274)の圧力を減じて、前記より低い圧力の液体流(276)を生成するステップと、
前記第1のより低い圧力の液体副次流(284)の圧力を増加させて、中間圧力の液体流(288)を生成するステップとを含む、熱力学サイクルを実行する方法。 - 前記外部熱源流が地熱流である請求項1ないし5のいずれかに記載の方法。
- 前記作動流体が、より低い沸点成分の流体、および、より高い沸点成分を含む請求項1ないし6のいずれかに記載の方法。
- 前記作動流体が、アンモニア−水混合物、2種以上の炭化水素の混合物、2種以上のフロンの混合物、または炭化水素類およびフロンの混合物を含む請求項1ないし7のいずれかに記載の方法。
- 前記作動流体が水およびアンモニアの混合物を含む請求項1ないし8のいずれかに記載の方法。
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