JP5906058B2 - 吸水式チラーに統合されたランキンサイクル - Google Patents
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Description
追加のループ(以下に説明する図3に示す「溶液ループ」とも称する)を用いて、第2の溶液を脱着器から吸収器に移送してもよい。この追加のループは、更に追加の熱交換器と弁を含み、第2の溶液が脱着器から吸収器に移送される時に第2の溶液の温度と圧力を維持することができる。冷媒凝縮器150は、凝縮された液状冷媒156を供給する。一部の実施形態では、冷媒凝縮器150は、例えば水又は周囲空気を用いる等、外部冷却機構を備えてよい。このタイプの冷却材流は、比較的低温149で冷媒凝縮器150に流入し、比較的高温151で冷媒凝縮器150から流出する。(この場合も、図の白抜き矢印は異なる温度レベルの流体流を表す。)
液状冷媒流156はその後、減圧装置158を通り、圧力を例えば7バール〜9バールの範囲に減じる。減圧装置158は、例えば絞り弁又は膨張機等の様々な装置により構成可能である。減圧装置158を通過することにより、冷媒流156は、比較的冷温の冷媒流160となる。その後、冷媒流160を用いて、蒸発器136に流入するCO2流134を凝縮して液体CO2流138を生成する。その際、冷媒流160が熱交換器136内で気化して、気化冷媒流140が形成される。気化冷媒流140はその後、再び吸収器142を通って第1の溶液144となり、これを以ってループ104は終了する。第1の溶液中の冷媒の濃度は、通常は第2の溶液中の冷媒の濃度よりも高い。
102 第1のループ
104 第2のループ
110 ポンプ
112 液体CO2流
114 中温復熱器
116 高熱化液体CO2流
117 白抜き矢印
118 廃熱回収ボイラ
119 白抜き矢印
120 気化CO2流
122 膨張機
124 CO2流
126 CO2流
128 脱着器
130 CO2流
131 白抜き矢印
132 冷却器
133 白抜き矢印
136 凝縮器
138 液体CO2流
140 気化冷媒流
142 吸収器
144 溶媒
146 冷媒ポンプ
148 溶液
149 比較的低温の冷却材流
150 冷媒凝縮器
151 比較的高温の冷却材流
154 溶液混合物
156 液状冷媒流
158 減圧装置
160 冷媒流
200 発電システム
202 第1のループ
204 第2のループ
210 ポンプ
212 液体CO2流
214 廃熱回収ボイラ
216 比較的低温の熱源
217 比較的高温の熱源
218 気化CO2流
220 第1の膨張機
222 シャフト
224 発電機
226 低温CO2流
228 復熱器
230 低温CO2流
232 混合合流点
234 液体CO2流
236 熱気化CO2流
240 シャフト
242 低温CO2流
244 脱着器
246 比較的低温のCO2流
248 冷却器
250 比較的低温の冷却源
251 比較的高温の冷却源
252 冷却CO2流
254 凝縮器
256 液体CO2流
258 気化冷媒流
260 吸収器
262 溶媒
264 冷媒ポンプ
266 第1の溶液
268 冷媒凝縮器
269 比較的低温の冷却源
270 比較的高温の冷却源
272 気化冷媒
274 凝縮液状冷媒
276 減圧装置
278 冷媒流
300 発電システム
306 別のループ
362 第2の溶液
364 追加の熱交換器
366 減圧装置
Claims (8)
- 加熱器、膨張機、復熱器、第1作動流体凝縮器、脱着器、第1作動流体ポンプ、並びにCO2を含む第1作動流体を含む、ランキンサイクル第1作動流体循環ループと、
前記第1作動流体循環ループに統合された吸収式チラーサイクルであって、蒸発器、吸収器、第2作動流体ポンプ、脱着器、第2作動流体凝縮器、並びに冷媒を含む第2作動流体を含む、第2作動流体循環ループを含む吸収式チラーサイクルと、を含む発電システムであって、
前記ランキンサイクルと前記吸収式チラーサイクルとが、前記脱着器で統合されていて、脱着器内で前記ランキンサイクルの第1作動流体が前記吸収式チラーサイクルの第2作動流体と熱交換され、
前記ランキンサイクルの前記第1作動流体凝縮器が、前記吸収式チラーサイクルの前記蒸発器として機能する、発電システム。 - 前記ランキンサイクル第1作動流体循環ループが更に冷却器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記吸収式チラーサイクルが更に、少なくとも1つの熱交換器を含む、請求項1又は請求項2に記載のシステム。
- 前記吸収式チラーサイクルが更に、溶媒中に冷媒を含む溶液を前記脱着器と前記吸収器との間で移送する別の流体ループを含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシステム。
- 吸収式チラーサイクルを構成する第2のループに統合される、一重膨張復熱式二酸化炭素廃熱回収ランキンサイクルを構成する第1のループを含む発電システムであって、
前記第1のループが、
液体CO2流を受け取って高熱化液体CO2流を生成するように構成された復熱器を含み、
前記高熱化液体CO2流を受け取って気化CO2流を生成するように構成された廃熱回収ボイラを含み、
前記気化CO2流を受け取って膨張CO2流を生成するように構成された第1の膨張機を含み、
前記復熱器は更に、前記膨張CO2流を受け取って低温CO2流を生成するように構成されており、
前記低温CO2流を受け取って前記低温CO2流の温度を更に低下させるように構成された脱着器を含み、
前記脱着器で冷却されたCO2流を受け取って35℃〜55℃の範囲の温度を有する更に低温のCO2流を生成するように構成された冷却器を含み、
前記冷却器で冷却されたCO2流を受け取って、CO2ポンプを用いて前記復熱器に返送可能な液体CO2流を生成するように構成されたCO2凝縮器であって、吸収式チラーサイクルの蒸発器に統合されたCO2凝縮器を含み、
前記第2のループが、
実質的に液状の冷媒を受け取って気化冷媒を生成するように構成された前記吸収式チラーサイクルの前記蒸発器を含み、
前記気化冷媒を受け取って前記冷媒と溶媒との第1の溶液を生成するように構成された吸収器であって、前記冷媒と前記溶媒との第2の溶液を収容する吸収器を含み、
前記第1の溶液を受け取って前記第1の溶液の圧力を増大させるように構成された冷媒ポンプを含み、
前記脱着器が更に、圧力が増大した前記第1の溶液を受け取って気化冷媒と前記第2の溶液とを生成するように構成されており、前記第1の溶液中の前記冷媒の濃度は、前記第2の溶液中の前記冷媒の濃度よりも高く、
前記気化冷媒を受け取って液状冷媒を生成するように構成された冷媒凝縮器を含み、
前記液状冷媒を受け取って、前記蒸発器で前記液状冷媒を受け取れるように前記液状冷媒の圧力を低下させるように構成された減圧装置を含み、
前記吸収式チラーサイクルの前記蒸発器で、前記気化冷媒を前記吸収器に返送することができる、発電システム。 - 前記吸収式チラーサイクルが更に、前記蒸発器から前記気化冷媒を受け取って前記吸収器に高熱化気化冷媒を供給するように構成された熱交換器を含む、請求項5に記載のシステム。
- 吸収式チラーサイクルを構成する第2のループに統合された二重膨張復熱式二酸化炭素廃熱回収ランキンサイクルを構成する第1のループを含む発電システムであって、
前記第1のループが、
液体CO2流の第1部分を受け取って前記CO2流の加熱第1部分を生成するように構成された廃熱回収ボイラと、
前記CO2流の前記加熱第1部分を受け取って前記CO2流の膨張第1部分を生成するように構成された第1の膨張機と、
前記CO2流の前記膨張第1部分を受け取って前記CO2流の低温第1部分を生成するように構成された復熱器であって、更に液体CO2流の第2部分を受け取って前記CO2流の高熱化第2部分を生成するように構成された復熱器と、
前記CO2流の前記高熱化第2部分を受け取って前記CO2流の膨張第2部分を生成するように構成された第2の膨張機と、
前記CO2流の前記膨張第2部分を受け取って前記CO2流の低温第2部分を生成するように構成された脱着器と、
前記CO2流の前記低温第1部分と前記CO2流の前記低温第2部分とを受け取って、35℃〜55℃の範囲の温度を有する更に低温のCO2流を生成するように構成された冷却器と、
前記冷却器で冷却されたCO2流を受け取るように構成され、吸収式チラーサイクルの蒸発器に統合された、液体CO2流を生成可能な第1作動流体凝縮器であって、前記液体CO2流が、CO2ポンプを用いて前記液体CO2流の前記第1部分と前記第2部分として返送可能な第1作動流体凝縮器と、を含み、
前記第2のループが、
実質的に液状の冷媒を受け取って気化冷媒を生成するように構成された前記吸収式チラーサイクルの前記蒸発器と、
前記気化冷媒を受け取って前記冷媒と溶媒との第1の溶液を生成するように構成された吸収器であって、冷媒と溶媒との第2の溶液を収容する吸収器と、
前記第1の溶液を受け取って前記第1の溶液の圧力を増大させるように構成された第2作動流体ポンプと、を含み、
前記脱着器は更に、圧力が増大した前記第1の溶液を受け取って気化冷媒と前記第2の溶液とを生成するように構成されており、
前記第1の溶液中の前記冷媒の濃度は、前記第2の溶液中の前記冷媒の濃度よりも高く、
前記気化冷媒を受け取って液状冷媒を生成するように構成された冷媒凝縮器を含み、
前記液状冷媒を受け取って、前記液状冷媒を前記蒸発器で受け取れるように前記液状冷媒の圧力を低下させるように構成された減圧装置を含み、
前記吸収式チラーサイクルの前記蒸発器は、前記気化冷媒を前記吸収器に返送可能な、発電システム。 - 導管又は容器が前記膨張後のCO2の余剰熱を取り込み、前記熱を前記脱着器に移動可能な、請求項7に記載のシステム。
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