LT4813B - Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys - Google Patents

Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys Download PDF

Info

Publication number
LT4813B
LT4813B LT1999098A LT99098A LT4813B LT 4813 B LT4813 B LT 4813B LT 1999098 A LT1999098 A LT 1999098A LT 99098 A LT99098 A LT 99098A LT 4813 B LT4813 B LT 4813B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
current
operating
heated
lean
heat
Prior art date
Application number
LT1999098A
Other languages
English (en)
Other versions
LT99098A (lt
Inventor
Alexander I. Kalina
Richard I. Pelletier
Lawrence B. Rhodes
Original Assignee
Exergy,Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exergy,Inc filed Critical Exergy,Inc
Priority to LT1999098A priority Critical patent/LT4813B/lt
Publication of LT99098A publication Critical patent/LT99098A/lt
Publication of LT4813B publication Critical patent/LT4813B/lt

Links

Description

Išradimas skirtas termodinaminio ciklo, kurio metu šiluma paverčiama naudinga energija, realizavimui.
Šiluminė energija gali būti naudingai paversta mechanine arba elektrine energija. Žemos temperatūros šaltinių šiluminės energijos pavertimo elektros energija būdai yra svarbi energijos generavimo sritis, todėl yra reikalinga padidinti tokios žemos temperatūros šilumos pavertimo elektros energija efektyvumą.
Šilumos šaltinio energija gali būti paversta mechanine energija ir po to elektros energija, naudojant darbinį skystį, kuris yra išplečiamas ir regeneruojamas uždaroje sistemoje, veikiančioje termodinaminiu ciklu. Darbinį skystį gali sudaryti skirtingų virimo temperatūrų komponentai, ir darbinio skysčio sudėtis gali būti modifikuota skirtingose vietose sistemos viduje, siekiant padidinti operacijos efektyvumą. Sistemos, paverčiančios žemos temperatūros šilumą į elektros energiją, yra aprašytos Alexander I. Kalina JAV patentuose Nr.Nr. 4346561, 4489563, 4982568 ir 5029444. Be to, sistemos su daugiakomponenčiais darbiniais skysčiais aprašytos Alexander I. Kalina JAV patentuose Nr.Nr. 4548043, 4586340-, 4604867, 4732005, 4763480, 4899545, 5095708, 5440882, 5572871 ir 5649426.
Išradime atskleistas termodinaminio ciklo realizavimo būdas ir sistema. Darbinė srovė, susidedanti iš žemos temepratūros virimo taško komponento ir aukštesnės temperatūros virimo taško komponento, yra šildoma išorinės šilumos šaltiniu (pavyzdžiui, žemos temperatūros šaltiniu), siekiant‘sukurti pašildytą darbinę t, dujų srovę. Pašildyta darbinę dujų srovė atskiriama pirmajame separatoriuje, gaunant pašildytą riebią dujų srovę, turinčią santykinai daugiau žemos temperatūros virimo taško komponento, ir liesą srovę, turinčią santykinai mažiau žemos temperatūros virimo taško komponento. Pašildyta riebi dujų srovė išplečiama, transformuojant srovės energiją į naudingą formą ir gaunant išplėstą, panaudotą riebią srovę. Tuomet liesa srovė ir išplėsta, panaudota riebi srovė vėl sujungiami, gaunant darbinę srovę.
Konkretūs išradimo variantai gali turėti vieną ar daugiau toliau išvardintų ypatybių. Darbinė srovė kondensuojama, perduodant šilumą pirmajame šilumokaityje žemesnės temperatūros šaltiniu, ir po to jos slėgis padidinamas.
Įvyksta dviejų stadijų - pirmosios ir antrosios - išsiplėtimas, ir dalinai išsiplėtusio skysčio srovė ekstrahuojama tarp pirmosios ir antrosios stadijų bei sujungiama su liesa srove. Separatorius tarp pirmosios ir antrosios stadijų perskiria dalinai išsiplėtusi skystį j garus ir skystį, ir dalis arba visi garai persiunčiami į antrąją stadiją, kita garų dalis gali būti sujungta su skysčiu ir po to su liesa srove. Antrasis šilumokaitis rekuperatyviai didesniu slėgiu perduoda naujai sudarytosios daugiakomponentės darbinės srovės šilumą (prieš kondensavimą) kondensuotai daugiakomponentei darbinei srovei. Trečiasis šilumokaitis perduoda liesos srovės šilumą darbinei srovei, išėjusiai iš antrojo šilumokaičio. Darbinė srovė perskiriama į dvi sroves, viena iš kurių pašildoma išorine šiluma, kita pašildoma ketvirtajame šilumokaityje liesos srovės šiluma; po to abi srovės sujungiamos, gaunant pašildytą dujų darbinę srovę, kuri atskiriama separatoriuje.
Išradimas turi vieną ar daugiau toliau išvardintų privalumų. Išradimu galima padidinti žemos temperatūros šilumos pavertimo elektros srove efektyvumą, pranokstantį standartinių Rankine ciklų efektyvumą.
Kiti išradimo privalumai ir ypatybės paaiškės iš toliau sekančių konkrečių; jo realizavimo variantų ir iš apibrėžties.
Fig.1 yra termodinaminės sistemos, skirtos paversti žemos temperatūros šaltinio šilumą naudinga forma, diagrama.
Fig.2 yra kitas fig.1 sistemos variantas, leidžiantis ekstrahuotai srovei ir visiškai išnaudotai srovei turėti kompozicijas, skirtingas nuo aukšto slėgio srovės.
Fig.3 yra supaprastinto varianto diagrama, kuriame’; nėra ekstrahuotos srovės.
Fig.4 yra dar labiau supaprastinto varianto diagrama.
Fig.1 parodyta termodinaminio ciklo sistema naudingai energijai (pavyzdžiui, mechaninei ir vėliau elektros) gauti iš išorinio šilumos šaltinio. Šiame pavyzdyje išorinis šilumos šaltinis yra žemos temperatūros šilumą atidavusio vandens srovė, kuri teka keliu, pažymėtu rodyklėmis 25-26, per šilumokaitį HE-5 ir šildo uždaro termodinaminio ciklo darbinę srovę 117-17. 1 lentelėje pateikti fig.1 skaitmenimis pažymėtų taškų parametrai. Tipiniai išeities iš sistemos rezultatai pateikti 5 lentelėje.
Fig.1 sistemos darbinė srovė yra daugiakomponentė darbinė srovė, susidedanti iš žemos temperatūros virimo taško komponento ir aukštos temperatūros virimo taško komponento. Geriausiu atveju tokia darbine srove gali būti amoniako-vandens mišinys, du ar keli angliavandeniai, du ar keli freonai, angliavandenių ir freonų mišiniai ar pan. Paprastai darbine srove gali būti bet kokio skaičiaus junginių mišiniai, turintys puikias termodinamines ir tirpumo charakteristikas. Optimaliausiu atveju naudojamas vandens ir amoniako mišinys. Sistemoje, pavaizduotoje fig.1, darbinė srovė yra tos pačios sudėties nuo taško 13 iki taško 19.
Pradedant diskusiją apie fig.1 pavaizduotą sistemą ties turbinos T išėjimu, reikia pažymėti, kad srovė taške 34 yra išplėsta, panaudota, riebi srovė. Ši srovė vadinama “riebia todėl, kad turi daug žemos temperatūros virimo taško komponento. Ji yra žemo slėgio srovė, ir bus sumaišyta su liesesne, absorbuojančia srove, turinčia 12 taško parametrus, siekiant sukurti tarpinės sudėties darbinę srovę, turinčią 13 taško parametrus. Srovė taške 12 vadinama “liesa” todėl, kad turi mažai žemos temperatūros virimo taško komponento.
Esant bet kokiai temperatūrai, tarpinės sudėties darbinė srovė taške 13 gali būti kondensuota žemesniame slėgyje, nei riebesnė srovė taške 34. Tai leidžia ekstrahuoti daugiau energijos iš turbinos T ir padidina proceso efektyvumą.
Darbinė srovė taške 13 yra dalinai kondensuojama. Ši srovė įeina į šilumokaitį HE-2, kur ji ataušinama, ir išeina iš šilumokaičio HE-2, turėdama 29 taško parametrus. Ji vis dar yra tik dalinai, bet ne visiškai, kondensuota. Dabar srovė įeina j šilumokaitį HE-1, kur ji ataušinama aušinimo vandens srove 23-24 ir, tuo būdu, yra visiškai kondensuojama, įgaudama 14 taško parametrus. Tuomet darbinės srovės, turinčios 14 taško parametrus, slėgis padidinamas, gaunant 21 taško parametrus. Taške 21 darbinė srovė įeina į šilumokaitį HE-2, kur ji yra rekuperatyviai pašildoma darbine srove taškuose 13-29 (žr. aukščiau) ir įgauna 15 taško parametrus. Darbinė srovė, turinti 15 taško parametrus, įeina j šilumokaitį HE3, kur ji pašildoma ir įgauna 16 taško parametrus. Tipiniu atveju, taškas 16, nors ir galėtų, bet neturi būti tikslus virimo taškas. Darbinė srovė taške 16 perskiriama j dvi dalis: pirmąją darbinės srovės dalį 117 ir antrąją darbinės srovės dalį 118. Pirmoji darbinės srovės dalis, turinti 117 taško parametrus, paduodama j šilumokaitį HE-5, iš kurio ji išeina, turėdama 17 taško parametrus. Ji pašildoma išorinio šilumos šaltinio srove 25-26. Antroji darbinės srovės dalis 118 įeina j šilumokaitį HE-4, kur ji pašildoma rekuperatyviai, įgaudama 18 taško parametrus. Išėjusios iš šilumokaičių HE-4 ir HE-5 abi darbinių srovių dalys sujungiamos, gaunant pašildytą darbinę dujų srovę su 19 taško parametrais. Šios srovės dalį arba ją visą sudaro garai. Geriausiu atveju, taške 19 tik dalis srovės paverčiama garais. Taške 19 darbinė srovė turi tą pačią tarpinę kompoziciją, kuri buvo gauta taške 13, visiškai kondensuota taške 14, kurios slėgis buvo padidintas taške 21 ir kuri buvo iš anksto pašildyta iki taškų 15 ir 16 parametrų. Ji jeina į separatorių S. Čia ji perskiriama į “riebius” sočiuosius garus, vadinamus “pašildyta riebia dujų srove, turinčia taško 30 parametrus, ir liesą sotųjį skystį, vadinamą “liesa srove”, turinčia 7 taško parametrus. Liesa srovė (sotusis skystis) taške 7 jeina į šilumokaitį HE-4, kur jis ataušta, šildydamas darbinę srovę 118-18 (žr. aukščiau). Liesa srovė taške 9 išeina iš šilumokaičio HE-4 su 8 taško parametrais. Jos slėgis pakeliamas iki tinkamai parinkto lygio, suteikiant jai taško 9 parametrus.
Dabar grįžkime prie taško 30. Pašildyta riebi dujų srovė (sotieji garai) išeina iš separatoriaus S. Ši srovė jeina į turbiną T, kur ji išsiplečia, sumažindama savo slėgį, ir suteikia naudingą mechaninę energiją turbinai T, naudojamai generuoti elektrą. Dalis išplėstos srovės, turinčios taško 32 parametrus, ekstrahuojama iš turbinos T tarpiniame slėgyje (maždaug tokiame pačiame kaip ir taške 9), ir ši ekstrahuota srovė 32 (priklausanti “antrajai daliai dalinai išplėstos riebios srovės, “pirmoji dalis bus išplėsta vėliau) taške 9 sumaišoma su liesa srove, gaunant kombinuotą srovę su 10 taško parametrais. Liesa srovė, turinti 9 taško parametrus, tarnauja kaip ekstrahuotosios srovės 32 absorbuojanti srovė. Gautoji srovė (liesa srovė ir antroji dalis), turinti 10 taško parametrus, įeina į šilumokaitį HE-3, kur ji ataušta, atiduodama šilumą darbinei srovei 15-16, iki 11 taško parametrų. Srovės, turinčios 11 taško parametrus, slėgis padidinamas iki 34 taško parametrų, gaunant 12 taško parametrus.
Ne visa įtekėjusi į turbiną T srovė buvo ekstrahuota išplėstame būvyje taške 32. Likusioji dalis, priklausanti pirmajai daliai, išplečiama, sumažinant jos slėgį iki tinkamai pasirinkto dydžio, ir išeina iš turbinos T taške 34. Ciklas užsidaro.
Fig.1 aprašytame variante ekstrahentas taške 32 turi tą pačią kompoziciją, kaip ir srovės taškuose 30 ir 34. Variante, parodytame fig.2, turbina turi pirmąją pakopą T-1 ir antrąją pakopą T-2, dalinai išplėsta riebi srovė išeina iš turbinos aukštesnio slėgio pakopos T-1 taške 31. Fig.2 pažymėtųjų taškų parametrai pateikti 2 lentelėje. Tipinė fig.2 pavaizduotos sistemos išeiga pateikta 6 lentelėje.
Kaip matyti fig.2, dalinai išplėsta riebi srovė po pirmos turbinos palopos T-1 perskiriama j pirmąją dalį 33, kuri išplečiama toliau žemesnio slėgio turbinos palopoje T-2, ir antrąją dalį 32, kuri sujungiama su liesa srove taške 9. Dalinai išplėsta riebi srovė įeina j separatorių S-2, kur ji perskiriama į garus ir skystį. Antrosios dalies kompozicija taške 32 parenkama taip, kad būtų optimizuotas jos efektyvumas, sumaišant ją su srove taške 9. Separatorius S-2 leidžia suliesint! srovę 32 iki sočiojo skysčio lygio separatoriuje S-2 esančiame slėgyje ir temperatūroje; šiuo atveju, srovė 33 būtų sotieji garai, turintys charakteristikas, gautas separatoriuje S-2. Pasirenkant maišymo metu srovės 133 kiekį, sočiojo skysčio ir sočiųjų garų kiekis srovėje 32 gali būti įvairus.
Fig.3 pateiktasis variantas skiriasi nuo fig.1 tuo, kad neturi šilumokaičio HE-4, ir čia nėra dalinai išplėstos turbinos palopoje srovės ekstrahento. Fig. 3 pavaizduotame variante pašildyta srovė, išeinanti iš separatoriaus S, yra nukreipiama tiesiai į šilumokaitį HE-3. Fig.3 pažymėtųjų taškų parametrai pateikti 3 lentelėje. Tipinė sistemos išeiga pateikta 7 lentelėje.
Fig.4 pateiktasis variantas skiriasi nuo fig.3 tuo, kad nėra šilumokaičio HE-2. Pažymėtųjų taškų charakteristikos pateiktos 4 lentelėje. Tipinė sistemos išeiga pateikta 8 lentelėje. Kadangi be šilumokaičio HE-2 proceso efektyvumas sumažėja, šis variantas ekonomiškai rekomenduotinas ten, kur energijos padidėjimas neatperka šilumokaičio.
Bendru atveju šio išradimo būdo įgyvendinimui gali būti panaudota standartinė įranga. Tuo būdu, tokie įrenginiai, kaip šilumokaičiai, rezervuarai, siurbliai, turbinos, vožtuvai ir jungiamieji elementai, naudojami Rankine cikluose, gali būti panaudoti šio išradimo būdo realizavimui.
Aprašytuose šio išradimo variantuose darbinis skystis yra išplečiamas, suteikiant postūmį įprasto tipo turbinai. Tačiau aukšto slėgio darbinio skysčio išplėtimas, kurio metu sumažėja jo slėgis ir atpalaiduojama energija, gali būti atliktas bet kokiomis tinkamomis priemonėmis, žinomomis šios srities specialistams.Tuo būdu atpalaiduota energija gali būti saugoma ar panaudojama bet kokiu žinomu šios srities specialistams būdu.
Aprašytųjų variantų separatoriai gali būti įprasti svorio jėgos separatoriai, pavyzdžiui, rezervuarai. Bet kokie įprasti prietaisai, naudojami suformuoti iš vienos srovės dvi ar kelias sroves, turinčias skirtingas kompozicijas, gali būti panaudoti liesos srovės ir riebios srovės suformavimui iš darbinės skysčio srovės.
Kondensatorius gali būti bet koks žinomas šilumos pašalinimo prietaisas, pavyzdžiui, kondensatoriumi gali būti toks šilumokaitis, kaip vandens aušinimo sistema, ar kitokios rūšies kondensavimo prietaisas.
Šio išradimo ciklo realizavimui gali būti panaudoti įvairių rūšių šilumos šaltiniai.
LENTELĖ
P psiA X T’F HBTU/lb G/G30 Srautas Ib/h Fazė
325.22 .5156 202.81 82.29 .5978 276,778 Sotskystis
305.22 .5156 169.52 44.55 .5978 276,778 Sk 28°
214.26 .5156 169.50 44.55 .5978 276,778 Dr .9997
214.26 .5553 169.52 90.30 .6513 301,549 Dr .9191
194.26 .5533 99.83 -27.79 .6513 301,549 Sk 53°
85.43 .5533 99.36 -29.79 .6513 301,549 Dr .9987
85.43 .7000 99.83 174.41 1 463,016 dr .6651
84.43 .7000 72.40 -38.12 1 463,016 SotSkystis
350.22 .7000 94.83 -13.08 1 463,016 Sk 73°
335.22 .7000 164.52 65.13 1 463,016 SotSkystis
335.22 .7000 164.52 65.13 .8955 463,016 SotSkystis
335.22 .7000 203.40 302.92 .8955 414,621 Dr .5946
335.22 .7000 164.52 65.13 .1045 463,016 SotSkystis
325.22 .7000 197.81 281.00 .1045 48,395 Dr .6254
325.22 .7000 202.81 300.63 1 463,016 Dr .5970
355.22 .7000 73.16 -36.76 1 463,016 Sk96°
84.93 .7000 95.02 150.73 1 463,016 Dr .6984
325.22 .9740 202.81 625.10 .4022 186,238 SotGarai
214.26 .9740 170.19 601.53 .0535 24,771 Dr .0194
85.43 .9740 104.60 555.75 .3487 161,771 Dr .0467
• Vanduo 64.40 32.40 9.8669 4,568,519
Vanduo 83.54 51.54 9.8669 4,568,519
• Vanduo 208.40 176.40 5.4766 2,535,750
Vanduo 169.52 137.52 5.4766 2,535,750
LENTELĖ
P psiA X PF HBTU/lb G/G30 Srautas Ib/h Fazė
325.22 .5156 202.81 82.29 .5978 276,778 Sotskystis
305.22 .5156 169.52 44.55 .5978 276,778 Sk 28°
214.19 .5156 169.48 44.55 .5978 276,778 Dr .9997
214.19 .5553 169.52 89.23 .6570 304,216 Dr .9191
194.19 .5533 99.74 -29.96 .6570 304,216 Sk 53°
85.43 .5533 99.53 -29.96 .6570 304,216 Dr .9992
85.43 .7000 99.74 173.96 1 463,016 dr .6658
84.43 .7000 72.40 -38.12 1 463,016 SotSkystis
350.22 .7000 94.83 -13.18 1 463,016 Sk 73°
335.22 .7000 164.52 65.13 1 463,016 SotSkystis
335.22 .7000 164.52 65.13 .8955 463,016 SotSkystis
325.22 .7000 203.40 302.92 .8955 414,621 Dr .5946
325.22 .7000 164.52 65.13 .1045 463,016 SotSkystis
355.22 .7000 197.81 281.00 .1045 48,395 Dr .6254
325.22 .7000 202.81 300.63 1 463,016 Dr .5978
355.22 .7000 73.16 -36.76 1 463,016 Sk 96°
84.93 .7000 94.96 150.38 1 463,016 Dr .6989
325.22 .9740 202.81 625.10 .4022 186,238 SotGarai
214.26 .9740 170.63 602.12 .4022 186,238 Dr .0189
214.26 .9224 104.63 539.93 .0593 27,437 Dr .1285
214.69 .9829 170.63 612.87 .3430 158,800 SotGarai
85.43 .9829 102.18 564.60 .3430 158,800 Dr .0294
214.69 .5119 170.63 45.44 .0076 3,527 SotSkystis
• Vanduo 64.40 32.40 9.8666 4,568,371
Vanduo 83.50 51.50 9.8666 4,568,371
• Vanduo 208.40 176.40 5.4766 2,535,750
Vanduo 169.52 137.52 5.4766 2,535,750
LENTELĖ
# P psiA X T°F HBTU/lb G/G30 Srautas Ib/h Fazė
10 291.89 .4826 203.40 80.72 .6506 294,484 Sotskystis
11 271.89 .4826 109.02 -23.56 .6506 294,484 Sk 89°
12 75.35 .4826 109.07 -23.56 .6506 294,484 Dr .9994
13 75.35 .6527 109.02 180.50 1 452,648 Dr .6669
14 74.35 .6527 72.40 -47.40 1 452,648 SotSkystis
15 316.89 .6527 103.99 -12.43 1 452,648 Sk64°
16 301.89 .6527 164.52 55.41 1 452,648 SotSkystis
17 291.89 .6527 203.40 273.22 1 452,648 Dr .6506
21 321.89 .6527 73.04 -46.18 1 452,648 Sk 97°
29 74.85 .6527 100.84 146.74 1 452,648 Dr .7104
30 291.89 .9693 203.40 631.64 .3494 158,164 SotGarai
34 75.35 .9693 108.59 560.44 .3494 158,164 Dr .0474
23 Vanduo 64.40 32.40 8.1318 3,680,852
24 • Vanduo 88.27 56.27 8.1318 3,680,852
25 • Vanduo 208.40 176.40 5.6020 2,535,750
26 e Vanduo 169.52 137.52 5.6020 2,535,750
LENTELĖ
# P psiA X T°F HBTU/lb G/G30 Srautas Ib/h Fazė
10 214.30 .4059 203.40 80.05 .7420 395,533 Sotskystis
11 194.30 .4059 77.86 -55.30 .7420 395,533 Sk118°
12 52.48 .4059 78.17 -55.30 .7420 395,533 Sk 32°
29 52.48 .5480 104.46 106.44 1 533,080 Dr .7825
14 51.98 .5480 72.40 -60.06 1 533,080 SotSkystis
21 244.30 .5480 72.83 -59.16 1 533,080 Sk 98°
16 224.30 .5480 164.52 41.26 1 533,080 SotSkystis
17 214.30 .5480 203.40 226.20 1 533,080 Dr.742
30 214.30 .9567 203.40 646.49 .2580 137,546 SotGarai
34 52.48 .9567 114.19 571.55 .2580 137,546 Dr .0473
23 • Vanduo 64.40 32.40 5.7346 3,057,018
24 Vanduo 93.43 61.43 5.7346 3,057,018
25 • Vanduo 208.40 176.40 4.7568 2,535,750
26 Vanduo 169.52 137.52 4.7568 2,535,750
LENTELĖ
Techninės charakteristikos KCS34 Pirmas variantas
Turbinos galingumas Pt 30 Tūris 58.34 kg/s 4044.45 l/s 463016 Ib/val 514182 fT3/val
Priimta šiluma 28893.87 kW 212.93 BTU/lb
Neišnaudota šiluma 25578.48 kW 188.50 BTU/lb
Σ turbinos entalpijos kritimas 3500.22 kW 25.80 BTU/lb
Turbinos darbas 3258.81 kW 24.02 BTU/lb
Padavimo Siurblys ΔΗ 1.36, galingumas 196.51 kW 1.45 BTU/lb
Padavimo siurblys+ aušinimo siurblys, galingumas 364.36 kW 3.00 BTU/lb
Bendras darbas 2820.46 kW 23.21 BTU/lb
Skersinė išeiga 3184.83 kWe
Ciklo išeiga 3008.85 kWe
Visa išeiga 2820.46 kWe
Bendras šiluminis efektyvumas 9.76%
Antrasis slenkstis 17.56%
Antrojo slenksčio efektyvumas 55.58%
Specifinis Brine suvartojimas 899.05 lb/kWh
Specifinė galingumo išeiga 1.11 Wh/lb
LENTELĖ
Techninės charakteristikos KCS34 Antr s variantas
Turbinos galingumas 58.34 kg/s 463016 Ib/val
Pt 30 Tūris 4044.45 l/s 514182 fT3/val
Priimta šiluma 28893.87 kW 212.93 BTU/lb
Neišnaudota šiluma 25578.48 kW 188.50 BTU/lb
Σ turbinos entalpijos kritimas 3500.22 kW 25.80 BTU/lb
Turbinos darbas 3258.81 kW 24.02 BTU/lb
Padavimo Siurblys ΔΗ 1.36, galingumas 196.51 kW 1.45 BTU/lb
Padavimo siurblys+ aušinimo siurblys, galingumas 408.52 kW 3.01 BTU/lb
Bendras darbas 2820.46 kW 23.21 BTU/lb
Skersinė išeiga 3258.81 kWe
Ciklo išeiga 3062.30 kWe·
Visa išeiga 2850.29 kWe
Bendras šiluminis efektyvumas 9.86%
Antrasis slenkstis 17.74%
Antrojo slenksčio efektyvumas 55.60%
Specifinis Brine suvartojimas 899.65 lb/kWh
Specifinė galingumo išeiga 1.12Wh/lb
LENTELĖ
Techninės charakteristikos KCS34 trečias variantas
Turbinos galingumas 57.03 kg/s 452648 Ib/val
Pt 30 Tūris 4474.71 l/s 568882 fT3/val
Priimta šiluma 28893.87 kW 217.81 BTU/lb
Neišnaudota šiluma 25754.18 kW 194.14 BTU/lb
Σ turbinos entalpijos kritimas 3300.55 kW 24.88 BTU/lb
Turbinos darbas 3072.82 kW 23.16 BTU/lb
Padavimo Siurblys ΔΗ 1.36, galingumas 170.92 kW 1.29 BTU/lb
Padavimo siurblys+ aušinimo siurblys, galingumas 341.75 kW 2.58 BTU/lb
Bendras darbas 2731.07 kW 20.59 BTU/lb
Skersinė išeiga 3072.82 kWe
Ciklo išeiga 2901.89kWe
Visa išeiga 2731.07kWe
Bendras šiluminis efektyvumas 9.45%
Antrasis slenkstis 17.39%
Antrojo slenksčio efektyvumas 54.34%
Specifinis Brine suvartojimas 928.48 Ib/kVVh
Specifinė galingumo išeiga 1.08Wh/lb
Šiluma, tekusi garo katilui 15851.00 kW 577.22 BTU/lb
Neišnaudota šiluma 10736.96 kW 390.99 BTU/lb
LENTELĖ
Techninės charakteristikos KCS34 Ketvirtas variantas
Turbinos galingumas Pt 30 Tūris 67.17 kg/s 7407.64 l/s 533080 Ib/val 941754 fT3/val
Priimta šiluma 28893.87 kW 184.94 BTU/lb
Neišnaudota šiluma 26012.25 kW 166.50 BTU/lb
Σ turbinos entalpijos kritimas 3020.89 kW 19.34 BTU/lb
Turbinos darbas 2812.45 kW 18.00 BTU/lb
Padavimo Siurblys ΔΗ 1.36, galingumas 147.99 kW 0.95 BTU/lb
Padavimo siurblys+ aušinimo siurblys, galingumas 289.86 kW 1.86 BTU/lb
Bendras darbas 2522.59 kW 16.15 BTU/lb
Skersinė išeiga 2812.45 kWe
Ciklo išeiga 2664.46 kWe
Visa išeiga 2522.59 kWe
Bendras šiluminis efektyvumas 8.73%
Antrasis slenkstis 17.02%
Antrojo slenksčio efektyvumas 51.29%
Specifinis Brine suvartojimas 1005.22 lb/kWh
Specifinė galingumo išeiga 0.99 Wh/lb
IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

Claims (24)

  1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS
    1. Termodinaminio ciklo realizavimo būdas, apimantis darbinės srovės, susidedančios iš žemos temperatūros virimo taško komponento ir aukštesnės temperatūros virimo taško komponento, šildymą išoriniu šilumos šaltiniu, siekiant gauti pašildytą darbinę dujų srovę, besiskiriantis tuo, kad: perskiria pašildytą darbinę dujų srovę pirmajame separatoriuje, gaunant pašildytą riebią dujų srovę, turinčią santykinai daugiau žemos temperatūros virimo taško komponento, ir liesą srovę, turinčią santykinai mažiau žemos temperatūros virimo taško komponento;
    išplečia pašildytą riebią dujų srovę ir transformuoja srovės energiją j naudingą energiją, gaunant išplėstą, panaudotą riebią srovę; ir sujungia liesą srovė su išplėsta, panaudota riebia srove, gaunant darbinę srovę.
  2. 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad kondensuoja darbinę srovę, gautą apjungus dvi sroves, prieš jos šildymą išoriniu šilumos šaltiniu, perduodant šilumą žemos temperatūros šaltiniui pirmajame šilumokaityje, ir po to padidina darbinės srovės slėgj.
  3. 3. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad išplečia darbinę srovę dviem etapais, pirmajame etape dalinai išplečia pašildytą riebią dujų srovę, perskiria šią dalinai išplėstą riebią srovę į dvi dalis, antrajame etape išplečia pirmąją dalj, gaunant išplėstą, panaudotą riebią srovę, ir apjungia antrąją dalį su liesa srove, prieš apjungiant liesą srovę su išplėsta, panaudota dujų srove.
  4. 4. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad, prieš darbinės srovės kondensavimą, perduoda jos šilumą antrajame šilumokaityje darbinei srovei po to, kai jos slėgis buvo padidintas, bet prieš jos šildymą išoriniu šilumos šaltiniu.
  5. 5. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad perduoda trečiajame šilumokaityje liesos srovės šilumą darbinei srovei po to, kai jos slėgis buvo padidintas, bet prieš jos šildymą išoriniu šilumos šaltiniu.
  6. 6. Būdas pagal 4 punktą, besiskiriantis tuo, kad perduoda trečiajame šilumokaityje liesos srovės šilumą darbinei srovei, prieš tai pašildytai antrajame šilumokaityje, bet prieš jos šildymą išoriniu šilumos šaltiniu.
  7. 7. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad perskiria darbinę srovę, padidinus jos slėgį, bet prieš jos šildymą išoriniu šilumos šaltiniu j pirmąją darbinės srovės dalį ir antrąją darbinės srovės dalį, pašildo išoriniu šilumos šaltiniu pirmąją darbinės srovės dalį, sujungia pašildytą pirmąją darbinės srovės dalį su antrąja darbinės srovės dalimi, gaunant pašildytą darbinę dujų srovę.
  8. 8. Būdas pagal 7 punktą, besiskiriantis tuo, kad perduoda trečiajame šilumokaityje liesos srovės šilumą antrajai darbinės srovės daliai.
  9. 9. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad šildo išoriniu šilumos šaltiniu penktajame šilumokaityje.
  10. 10. Būdas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad perskiria darbinę srovę, kurią sudaro dalinai išplėsta riebi srovė, į dvi dalis, pirmąją dalį sudaro garai, antrąją dalj sudaro skystis.
  11. 11. Būdas pagal 10 punktą, besiskiriantis tuo, kad sujungia garus su skysčiu, gaunant antrąją dalj.
  12. 12. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad perduoda trečiajame šilumokaityje liesos srovės šilumą su antrąja dalimi darbinei srovei prieš jos šildymą išoriniu šilumos šaltiniu.
  13. 13. Termodinaminio ciklo realizavimo įrenginys, turintis šildytuvą, šildantį darbinę srovę, susidedančią iš žemos temperatūros virimo taško komponento ir aukštos temperatūros virimo taško komponento, išoriniu šilumos šaltiniu, siekiant gauti pašildytą darbinę dujų srovę, besiskiriantis tuo, kad turi pirmąjį separatorių, skirtą priimti pašildytą darbinę dujų srovę ir atiduoti pašildytą riebią dujų srovę, turinčią santykinai daugiau žemos temperatūros virimo taško komponento, ir liesą srovę, turinčią santykinai mažiau žemos temperatūros virimo taško komponento, plėstuvą, skirtą priimti riebią dujų srovę ir transformuoti srovės energiją j naudingą energiją bei atiduoti išplėstą, panaudotą riebią srovę, ir pirmąjį srovės maišytuvą, skirtą sujungti liesą srovę su išplėsta, panaudota riebia srove ir atiduoti darbinę srovę, srovės maišytuvo išėjimas yra sujungtas su šildytuvo įėjimu.
  14. 14. įrenginys pagal 13 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi pirmąjį šilumokaitį ir siurblį, įrengtus tarp pirmojo srovės maišytuvo ir šildytuvo, pirmasis šilumokaitis skirtas kondensuoti darbinę srovę, perduodant šilumą žemos temperatūros šaltiniui, o siurblys skirtas padidinti šilumą atidavusios darbinės srovės slėgį.
  15. 15. Įrenginys pagal 13 punktą, besiskiriantis tuo, kad plėstuvas turi: pirmąją išsiplėtimo pakopą, priimančią pašildytą riebią dujų srovę ir atiduodančią dalinai išplėstą riebią srovę, srovės skirtuvą, priimantį dalinai išplėstą riebią srovę ir perskiriantj ją j pirmąją dalį ir antrąją dalį, antrąją išsiplėtimo pakopą, priimančią pirmąją dalį ir išplečiančią ją, gaunant išplėstą, panaudotą riebią srovę, antrąjį srovės maišytuvą, skirtą sujungti antrąją dalį su liesa srove prieš sujungiant liesą srovę su išplėsta, panaudota riebia srove pirmajame srovės maišytuve.
  16. 16. įrenginys pagal 14 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi antrąjį šilumokaitį, skirtą perduoti darbinės srovės prieš kondensavimą šilumą tai pačiai darbinei srovei jau po to, kai jos slėgis buvo siurbliu padidintas, bet dar prieš šildymą šildytuve išoriniu šilumos šaltiniu.
  17. 17. įrenginys pagal 14 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi trečiąjį šilumokaitį, skirtą perduoti liesos srovės šilumą darbinei srovei jau po to, kai jos slėgis buvo siurbliu padidintas, bet dar prieš šildymą šildytuve išoriniu šilumos šaltiniu.
  18. 18. Jrenginys pagal 16 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi trečiąjį šilumokaitį, skirtą perduoti liesos srovės šilumą darbinei srovei po to, kai ji priėmė šilumą iš antrojo šilumokaičio, bet prieš jos šildymą šildytuve išoriniu šilumos šaltiniu.
  19. 19. Jrenginys pagal 14 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi:
    srovės skirtuvą, skirtą perskirti jau išėjusią iš siurblio darbinę srovę, bet prieš jos šildymą šildytuve išoriniu šilumos šaltiniu, į pirmąją darbinės srovės dalj, pašildomą šildytuvu, gaunant pašildytą pirmąją darbinės srovės dalj, ir antrąją darbinės srovės dalį, trečiąjį srovės maišytuvą, skirtą sujungti pašildytą pirmąją darbinės srovės dalj su antrąja darbinės srovės dalimi, gaunant pašildytą darbinę dujų srovę,
  20. 20. jrenginys pagal 19 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi ketvirtąjį šilumokaitį, skirtą perduoti liesos srovės šilumą antrajai darbinei srovės daliai.
  21. 21. jrenginys pagal 13 punktą, besiskiriantis tuo, kad šildytuvas yra šeštasis šilumokaitis.
  22. 22. Jrenginys pagal 15 punktą, besiskiriantis tuo, kad srovės skirtuvas turi antrąjį separatorių, skirtą priimti dalinai išplėstą riebią srovę ir perskirti ją į garus ir skystį.
  23. 23. Jrenginys pagal 22 punktą, besiskiriantis tuo, kad srovės skirtuvas turi ketvirtąjį srovės maišytuvą, skirtą sujungti išėjusius iš antrojo separatoriaus garus su išėjusiu iš antrojo separatoriaus skysčiu, gaunant antrąją dalj.
  24. 24. Įrenginys pagal 15 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi šilumokaiti, skirtą perduoti liesos srovės šilumą su antrąja dalimi darbinei srovei prieš jos šildymą šildytuve išoriniu šilumos šaltiniu.
LT1999098A 1999-08-04 1999-08-04 Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys LT4813B (lt)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT1999098A LT4813B (lt) 1999-08-04 1999-08-04 Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT1999098A LT4813B (lt) 1999-08-04 1999-08-04 Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT99098A LT99098A (lt) 2001-02-26
LT4813B true LT4813B (lt) 2001-07-25

Family

ID=19722109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT1999098A LT4813B (lt) 1999-08-04 1999-08-04 Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT4813B (lt)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346561A (en) 1979-11-08 1982-08-31 Kalina Alexander Ifaevich Generation of energy by means of a working fluid, and regeneration of a working fluid
US4489563A (en) 1982-08-06 1984-12-25 Kalina Alexander Ifaevich Generation of energy
US4548043A (en) 1984-10-26 1985-10-22 Kalina Alexander Ifaevich Method of generating energy
US4586340A (en) 1985-01-22 1986-05-06 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle using a fluid of changing concentration
US4604867A (en) 1985-02-26 1986-08-12 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle with intercooling
US4732005A (en) 1987-02-17 1988-03-22 Kalina Alexander Ifaevich Direct fired power cycle
US4763480A (en) 1986-10-17 1988-08-16 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle with recuperative preheating
US4899545A (en) 1989-01-11 1990-02-13 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for thermodynamic cycle
US4982568A (en) 1989-01-11 1991-01-08 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting heat from geothermal fluid to electric power
US5029444A (en) 1990-08-15 1991-07-09 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting low temperature heat to electric power
US5095708A (en) 1991-03-28 1992-03-17 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting thermal energy into electric power
US5440882A (en) 1993-11-03 1995-08-15 Exergy, Inc. Method and apparatus for converting heat from geothermal liquid and geothermal steam to electric power
US5572871A (en) 1994-07-29 1996-11-12 Exergy, Inc. System and apparatus for conversion of thermal energy into mechanical and electrical power
US5649426A (en) 1995-04-27 1997-07-22 Exergy, Inc. Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346561A (en) 1979-11-08 1982-08-31 Kalina Alexander Ifaevich Generation of energy by means of a working fluid, and regeneration of a working fluid
US4489563A (en) 1982-08-06 1984-12-25 Kalina Alexander Ifaevich Generation of energy
US4548043A (en) 1984-10-26 1985-10-22 Kalina Alexander Ifaevich Method of generating energy
US4586340A (en) 1985-01-22 1986-05-06 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle using a fluid of changing concentration
US4604867A (en) 1985-02-26 1986-08-12 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle with intercooling
US4763480A (en) 1986-10-17 1988-08-16 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle with recuperative preheating
US4732005A (en) 1987-02-17 1988-03-22 Kalina Alexander Ifaevich Direct fired power cycle
US4899545A (en) 1989-01-11 1990-02-13 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for thermodynamic cycle
US4982568A (en) 1989-01-11 1991-01-08 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting heat from geothermal fluid to electric power
US5029444A (en) 1990-08-15 1991-07-09 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting low temperature heat to electric power
US5095708A (en) 1991-03-28 1992-03-17 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting thermal energy into electric power
US5440882A (en) 1993-11-03 1995-08-15 Exergy, Inc. Method and apparatus for converting heat from geothermal liquid and geothermal steam to electric power
US5572871A (en) 1994-07-29 1996-11-12 Exergy, Inc. System and apparatus for conversion of thermal energy into mechanical and electrical power
US5649426A (en) 1995-04-27 1997-07-22 Exergy, Inc. Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle

Also Published As

Publication number Publication date
LT99098A (lt) 2001-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU728647B1 (en) Method and apparatus of converting heat to useful energy
JP2716606B2 (ja) 熱力学サイクルの実施方法および装置
US20110000205A1 (en) Method and device for converting thermal energy into mechanical energy
KR940002718B1 (ko) 직접 연소식(direct fired)동력 사이클을 수행하는 장치 및 방법
JP4388067B2 (ja) 熱力学サイクルの実施方法と装置
AU2007358567B2 (en) Method and device for converting thermal energy of a low temperature heat source into mechanical energy
CN100445518C (zh) 将热量从热源传递至一热力循环的方法和装置，热力循环采用一包括至少两种非等温蒸发及非等温冷凝物质的工质
EP0743427A2 (en) Method and apparatus for converting thermal energy into electric power
EA000058B1 (ru) Способ преобразования тепла в полезную энергию и устройство для его осуществления
MXPA05012069A (es) Metodo y aparato para adquirir calor de multiples fuentes de calor.
KR19990083333A (ko) 복합사이클발전소의가스터빈입구의공기냉각방법
KR20060036109A (ko) 가스 터빈 시스템 효율 증대 방법 및 그 방법에 적절한가스 터빈 시스템
AU2013280987A1 (en) Triple expansion waste heat recovery system and method
CN110030041A (zh) 采用喷射泵和分离器提高中低温热源发电能力的系统
KR101917430B1 (ko) 발전장치
DK1936129T3 (en) Method and apparatus for converting heat into usable energy
LT4813B (lt) Šilumos pavertimo naudinga energija būdas ir įrenginys
US7373904B2 (en) Stratified vapor generator
KR20010010878A (ko) 열을 유용한 에너지로 변환하는 장치 및 방법
MXPA99007205A (en) Method and apparatus for converting heat into useful energy
HRP990237A2 (en) Process and apparatus for converting heat to useful energy
MXPA97000995A (en) Conversion of heat in energy u

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 20020804