RU2010115092A - Система, работающая по органическому циклу ренкина, поверхностно-обработанная подложка и способ обработки поверхности кипения теплообменника - Google Patents

Система, работающая по органическому циклу ренкина, поверхностно-обработанная подложка и способ обработки поверхности кипения теплообменника Download PDF

Info

Publication number
RU2010115092A
RU2010115092A RU2010115092/06A RU2010115092A RU2010115092A RU 2010115092 A RU2010115092 A RU 2010115092A RU 2010115092/06 A RU2010115092/06 A RU 2010115092/06A RU 2010115092 A RU2010115092 A RU 2010115092A RU 2010115092 A RU2010115092 A RU 2010115092A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working fluid
evaporator
treated substrate
heat exchanger
waste heat
Prior art date
Application number
RU2010115092/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2521903C2 (ru
Inventor
Габор АСТ (DE)
Габор АСТ
Себастьян Вальтер ФРОЙНД (DE)
Себастьян Вальтер ФРОЙНД
Томас Йоханнес ФРЕЙ (DE)
Томас Йоханнес ФРЕЙ
Мэттью Александер ЛЕХАР (DE)
Мэттью Александер ЛЕХАР
Рихард АУМАНН (DE)
Рихард АУМАНН
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани (US)
Дженерал Электрик Компани
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 Дженерал Электрик Компани (US), Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани (US)
Publication of RU2010115092A publication Critical patent/RU2010115092A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2521903C2 publication Critical patent/RU2521903C2/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/107Protection of water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/20Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes with nanostructures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372Particulate matter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

1. Система, работающая по органическому циклу Ренкина, предназначенная для восстановления и использования отработанного тепла, поступающего от источника отработанного тепла, с помощью замкнутого контура рабочей текучей среды и содержащая: ! по меньшей мере один испаритель, содержащий поверхностно-обработанную подложку для содействия пузырьковому кипению рабочей текучей среды с обеспечением ограничения температуры рабочей текучей среды до значения ниже заданной температуры, причем указанный испаритель дополнительно выполнен с обеспечением испарения рабочей текучей среды путем использования отработанного тепла, поступающего от источника отработанного тепла. ! 2. Система по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну турбину для расширения рабочей текучей среды с обеспечением создания мощности на валу и получения расширенной рабочей текучей среды, причем указанная рабочая текучая среда является углеводородом. ! 3. Система по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один конденсатор, для конденсации расширенной рабочей текучей среды путем воздействия потока воздуха при температуре окружающей среды с обеспечением получения конденсированной рабочей текучей среды при низком давлении. ! 4. Система по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один насос для нагнетания конденсированной рабочей текучей среды к испарителю. ! 5. Система по п.1, в которой испаритель содержит трубки, проточно сообщающиеся с указанным замкнутым контуром рабочей текучей среды, и дополнительно имеет канал для отработанных газов, поступающих от источника отработанного тепла, для непосредственного нагревания рабоче

Claims (21)

1. Система, работающая по органическому циклу Ренкина, предназначенная для восстановления и использования отработанного тепла, поступающего от источника отработанного тепла, с помощью замкнутого контура рабочей текучей среды и содержащая:
по меньшей мере один испаритель, содержащий поверхностно-обработанную подложку для содействия пузырьковому кипению рабочей текучей среды с обеспечением ограничения температуры рабочей текучей среды до значения ниже заданной температуры, причем указанный испаритель дополнительно выполнен с обеспечением испарения рабочей текучей среды путем использования отработанного тепла, поступающего от источника отработанного тепла.
2. Система по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну турбину для расширения рабочей текучей среды с обеспечением создания мощности на валу и получения расширенной рабочей текучей среды, причем указанная рабочая текучая среда является углеводородом.
3. Система по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один конденсатор, для конденсации расширенной рабочей текучей среды путем воздействия потока воздуха при температуре окружающей среды с обеспечением получения конденсированной рабочей текучей среды при низком давлении.
4. Система по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один насос для нагнетания конденсированной рабочей текучей среды к испарителю.
5. Система по п.1, в которой испаритель содержит трубки, проточно сообщающиеся с указанным замкнутым контуром рабочей текучей среды, и дополнительно имеет канал для отработанных газов, поступающих от источника отработанного тепла, для непосредственного нагревания рабочей текучей среды, проходящей через испаритель.
6. Система по п.1, в которой поверхностно-обработанная подложка содержит покрытие, наслоенное на сторону кипения поверхности испарителя.
7. Система по п.6, в которой указанное покрытие содержит частицы или волокна для образования пузырьков рабочей текучей среды в испарителе.
8. Система по п.1, в которой поверхностно-обработанная подложка имеет неоднородную поверхность для образования пузырьков рабочей текучей среды в испарителе.
9. Поверхностно-обработанная подложка, предназначенная для содействия пузырьковому кипению рабочей текучей среды с обеспечением ограничения температуры рабочей текучей среды до значения ниже заданной температуры в теплообменнике и содержащая:
частицы или волокна для содействия образованию пузырьков в рабочей текучей среде, находящиеся во взвешенном состоянии в связующем веществе, и
теплопроводное связующее вещество для связывания указанных частиц или волокон.
10. Поверхностно-обработанная подложка по п.9, в которой размер частиц варьируется от 1 до 100 мкм.
11. Поверхностно-обработанная подложка по п.9, в которой заданная температура рабочей текучей среды варьируется от 200 до 300°C.
12. Поверхностно-обработанная подложка по п.9, в которой теплопроводное связующее вещество содержит материал с высокой проводимостью, варьирующейся от 1 до 300 Вт·м-1·К-1.
13. Поверхностно-обработанная подложка по п.9, в которой волокна содержат стекловолокно, кварц, минеральные кристаллы, металлические или керамические соединения.
14. Поверхностно-обработанная подложка по п.9, в которой теплообменник содержит по меньшей мере испаритель или конденсатор.
15. Поверхностно-обработанная подложка по п.9, дополнительно содержащая покрытие, нанесенное на сторону кипения испарителя и имеющее гидрофильный слой, который дополнительно содержит ионы на основе азота.
16. Способ обработки поверхности кипения теплообменника, предназначенной для содействия пузырьковому кипению потока рабочей текучей среды, проходящей через теплообменник, с обеспечением ограничения температуры рабочей текучей среды до значения ниже заданной температуры, включающий:
подготовку поверхности теплообменника для одной или более неоднородностей и
нанесение слоя покрытия на поверхность теплообменника.
17. Способ по п.16, в котором при подготовке поверхности теплообменника выполняют химическое травление.
18. Способ по п.16, в котором при подготовке поверхности теплообменника выполняют механическую обработку.
19. Способ по п.16, в котором во время механической обработки выполняют по меньшей мере один из следующих процессов: прокатку, фрезерование, шлифовку или обточку.
20. Способ по п.16, в котором при нанесении слоя покрытия выполняют распыление металлических частиц на поверхность кипения теплообменника.
21. Способ по п.16, в котором при нанесении слоя покрытия выполняют спекание.
RU2010115092/06A 2009-04-17 2010-04-16 Система, работающая по органическому циклу ренкина, поверхностно-обработанная подложка и способ обработки поверхности кипения теплообменника RU2521903C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/425,424 2009-04-17
US12/425,424 US20100263842A1 (en) 2009-04-17 2009-04-17 Heat exchanger with surface-treated substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010115092A true RU2010115092A (ru) 2011-10-27
RU2521903C2 RU2521903C2 (ru) 2014-07-10

Family

ID=42980119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010115092/06A RU2521903C2 (ru) 2009-04-17 2010-04-16 Система, работающая по органическому циклу ренкина, поверхностно-обработанная подложка и способ обработки поверхности кипения теплообменника

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20100263842A1 (ru)
EP (1) EP2423475A3 (ru)
JP (1) JP5681373B2 (ru)
CN (1) CN101892905A (ru)
AU (1) AU2010201481A1 (ru)
BR (1) BRPI1001104A2 (ru)
CA (1) CA2699196A1 (ru)
RU (1) RU2521903C2 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004429A1 (de) 2011-02-18 2012-08-23 Coperion Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Granulaten aus polymeren Werkstoffen
US8650879B2 (en) 2011-04-20 2014-02-18 General Electric Company Integration of waste heat from charge air cooling into a cascaded organic rankine cycle system
US20140096939A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 Novel Concepts, Inc. Heat Spreader with Thermal Conductivity Inversely Proportional to Increasing Heat
CN105190170B (zh) * 2013-04-24 2019-10-22 项晓东 使用三维相变热传递的led灯冷却机构
WO2015057472A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-23 J R Thermal LLC Heat transfer engine
CN103940110B (zh) * 2014-04-14 2015-12-09 浙江大学 沸腾传热改善型直通式自然循环太阳能集热管及方法
DE102016209082A1 (de) * 2016-05-25 2017-11-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verdampfer- und/oder Kondensatorelement mit oberflächlich eingebetteten porösen Partikeln
EP3669120A1 (en) 2017-08-18 2020-06-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method and system for heat recovery
WO2020217800A1 (ja) * 2019-04-23 2020-10-29 Ckd株式会社 熱交換システム
US11486370B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11326550B1 (en) 2021-04-02 2022-05-10 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11421663B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11644015B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11480074B1 (en) 2021-04-02 2022-10-25 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11493029B2 (en) 2021-04-02 2022-11-08 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11293414B1 (en) 2021-04-02 2022-04-05 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic rankine cycle operation
US11280322B1 (en) 2021-04-02 2022-03-22 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11592009B2 (en) 2021-04-02 2023-02-28 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
EP4198390A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-21 Vito NV An energy transfer system, a method of manufacturing thereof, and a method of increasing a thermal stability of a working fluid therein

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA923388A (en) * 1968-05-20 1973-03-27 M. Czikk Alfred Heat transfer process
US3750399A (en) * 1972-05-15 1973-08-07 Gen Electric Combustor-boiler for rankine-cycle engines
US3945210A (en) * 1974-06-07 1976-03-23 Rodina Energy R & D Corporation Energy recovery
US4342200A (en) * 1975-11-12 1982-08-03 Daeco Fuels And Engineering Company Combined engine cooling system and waste-heat driven heat pump
JPS52114158A (en) * 1976-03-22 1977-09-24 Agency Of Ind Science & Technol Manufacturing of terrestrial heat power generation heat transfer pipe
US4246057A (en) * 1977-02-16 1981-01-20 Uop Inc. Heat transfer surface and method for producing such surface
US4219078A (en) * 1978-12-04 1980-08-26 Uop Inc. Heat transfer surface for nucleate boiling
US4358930A (en) * 1980-06-23 1982-11-16 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of optimizing performance of Rankine cycle power plants
US4359086A (en) * 1981-05-18 1982-11-16 The Trane Company Heat exchange surface with porous coating and subsurface cavities
JPS5777684U (ru) * 1981-08-27 1982-05-13
JPS5993181A (ja) * 1982-11-19 1984-05-29 Hitachi Ltd 液膜蒸発式熱交換器
JPS59170796U (ja) * 1983-04-21 1984-11-15 住友軽金属工業株式会社 蒸発器用伝熱管
US4917960A (en) * 1983-12-29 1990-04-17 Sermatech International, Inc. Porous coated product
GB8405969D0 (en) * 1984-03-07 1984-04-11 Marston Palmer Ltd Nucleate boiling surfaces
JPH01139997A (ja) * 1987-11-25 1989-06-01 Furukawa Electric Co Ltd:The 沸謄伝熱管
US5018573A (en) * 1989-12-18 1991-05-28 Carrier Corporation Method for manufacturing a high efficiency heat transfer surface and the surface so manufactured
JPH06307791A (ja) * 1993-04-26 1994-11-01 Y K K Kk 高性能伝熱体
US6167706B1 (en) * 1996-01-31 2001-01-02 Ormat Industries Ltd. Externally fired combined cycle gas turbine
JPH08203890A (ja) * 1995-01-25 1996-08-09 Sony Corp 半導体装置の層間絶縁膜形成方法
JPH08313191A (ja) * 1995-03-16 1996-11-29 Furukawa Electric Co Ltd:The 熱交換器用アルミニウムフィン材
JPH09209998A (ja) * 1996-02-05 1997-08-12 Nippon Dennetsu Co Ltd 気泡ポンプ及びそれを用いた液体加熱装置
JP3044386U (ja) * 1997-06-13 1997-12-22 ネプコ・インコーポレーテッド 発電装置
JPH11211376A (ja) * 1998-01-27 1999-08-06 Mitsubishi Materials Corp 伝熱部材及びその製造方法
US6571548B1 (en) * 1998-12-31 2003-06-03 Ormat Industries Ltd. Waste heat recovery in an organic energy converter using an intermediate liquid cycle
DE10159860C2 (de) * 2001-12-06 2003-12-04 Sdk Technik Gmbh Wärmeübertragungsfläche mit einer aufgalvanisierten Mikrostruktur von Vorsprüngen
JP4029628B2 (ja) * 2002-02-20 2008-01-09 株式会社豊田中央研究所 着霜防止部材及び熱交換器
US6568465B1 (en) * 2002-05-07 2003-05-27 Modine Manufacturing Company Evaporative hydrophilic surface for a heat exchanger, method of making the same and composition therefor
KR100624877B1 (ko) * 2002-07-08 2006-09-18 한국과학기술연구원 젖음성 향상을 위한 습표면 열교환기의 표면처리방법
FI120050B (fi) * 2004-06-03 2009-06-15 Luvata Oy Menetelmä metallioksidipulverin pelkistämiseksi ja liittämiseksi lämmönsiirtopintaan ja lämmönsiirtopinta
DE102005001347A1 (de) * 2005-01-11 2006-07-20 GEOTEX Ingenieurgesellschaft für Straßen- und Tiefbau mbH Mehrkammerwärmespeicher zur Speicherung von Wärmeenergie und für die Erzeugung elektrischer Energie
DE102005013287B3 (de) * 2005-01-27 2006-10-12 Misselhorn, Jürgen, Dipl.Ing. Wärmekraftmaschine
US9103607B2 (en) * 2006-03-03 2015-08-11 Micro Delta T Ab Porous layer
US20070230128A1 (en) * 2006-04-04 2007-10-04 Vapro Inc. Cooling apparatus with surface enhancement boiling heat transfer
EP2212524A4 (en) * 2007-10-04 2012-04-18 United Technologies Corp CASCADED ORGANIC RANKINE CYCLE (ORC) SYSTEM USING RESIDUAL HEAT FROM AN ALTERNATIVE ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
US20100263842A1 (en) 2010-10-21
CN101892905A (zh) 2010-11-24
EP2423475A3 (en) 2013-12-18
BRPI1001104A2 (pt) 2011-03-22
CA2699196A1 (en) 2010-10-17
AU2010201481A1 (en) 2010-11-04
JP5681373B2 (ja) 2015-03-04
JP2010249501A (ja) 2010-11-04
RU2521903C2 (ru) 2014-07-10
EP2423475A2 (en) 2012-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2010115092A (ru) Система, работающая по органическому циклу ренкина, поверхностно-обработанная подложка и способ обработки поверхности кипения теплообменника
Zhao et al. Simultaneous heat and water recovery from flue gas by membrane condensation: Experimental investigation
Hou et al. Performance optimization of solar humidification–dehumidification desalination process using Pinch technology
US9403102B2 (en) Heat exchange system configured with a membrane contactor
Kumar et al. Environmental concerns and long-term solutions for solar-powered water desalination
WO2013115668A1 (en) Heat engine and method for utilizing waste heat
US9855595B2 (en) Solid sorption refrigeration
US12018894B2 (en) On-demand sweating-boosted air cooled heat-pipe condensers
Dong et al. Enhancing the dehumidification efficiency of solar-assisted liquid desiccant air dehumidifiers using nanoscale TiO2 super-hydrophilic coating
Nawaz et al. Can the Interfacial Solar Vapor Generation Performance Be Really “Beyond” Theoretical Limit?
Lan et al. Enhancing the vapor condensation efficiency of a solar water purifier by rapid heat dissipation to bottom bulk water
Deka et al. Multistage interfacial thermal desalination system with metallic evaporators
CN110424041B (zh) 一种可调制的用于强化沸腾的改性表面制备方法
CN101259971A (zh) 一种膜蒸馏水处理方法
Ahmed et al. Proof of Concept of the Regeneration Part in a Novel Desiccant-Based Atmospheric Water Generator
Shil et al. Pool boiling performance enhancement of micro/nanoporous coated surfaces fabricated through novel hybrid method
WO2015098698A1 (ja) 吸着熱交換器及びその吸着熱交換器に用いる吸着フィンの製造方法
Banerjee et al. Design and Fabrication of an Atmospheric Water Generator for Water Harvesting from Moist Air
CN113087049A (zh) 一种利用纳米流体消除温度极化的海水淡化装置
Raj et al. RETRACTED: Enhancing desalination efficiency using waste heat from household air conditioning: A heat pipe-assisted HDH system performance analysis
Yao et al. Using an inorganic aqueous solution (IAS) in copper and aluminum phase change heat transfer devices
Yu Jing et al. Pinch point analysis of heat pump air-heating electroplating wastewater treatment system based on thermodynamics.
Chandran et al. Experimental Investigation on Effect of Heterogeneous Wettable Structures on Condensation Heat Transfer
Günay Analysis and Optimization of Activated Carbon Coated Heat Sinks
Wenzhong et al. Effects of solid adsorption on vacuum flash water separation process with heat pipe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160417