Claims (34)
1. Способ генерирования энергии с помощью комбинированного цикла, включающий следующие этапы:1. A method of generating energy using a combined cycle, comprising the following steps:
эксплуатируют первую энергетическую систему, в которой сгорает топливо, генерируя первичную энергию и поток дымовых газов с температурой дымовых газов более 450°C, operate the first energy system in which fuel is burned, generating primary energy and a flue gas stream with a flue gas temperature of more than 450 ° C,
эксплуатируют вторую энергетическую систему, генерирующую вторичную энергию из тепла, содержащегося в потоке дымовых газов, содержащую теплообменник регенерации отходящего тепла, operating a second energy system that generates secondary energy from heat contained in the flue gas stream, comprising a waste heat recovery heat exchanger,
способ дополнительно включает следующие этапы:The method further includes the following steps:
пропускают поток дымовых газов через теплообменник регенерации отходящего тепла,pass the flue gas stream through the heat exchanger regeneration of waste heat,
пропускают рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением через теплообменник регенерации отходящего тепла, принимающий тепло из потока дымовых газов, таким образом получая парообразное рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением, имеющее температуру в диапазоне 350°C – 500°C,pass the working fluid of regeneration of waste heat under pressure through a heat exchanger of regeneration of waste heat receiving heat from the flue gas stream, thereby obtaining a vaporous working fluid of regeneration of waste heat under pressure, having a temperature in the range of 350 ° C to 500 ° C,
при этом рабочее тело регенерации отходящего тепла состоит из фторированных кетонов.while the working fluid regeneration of waste heat consists of fluorinated ketones.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рабочее тело регенерации отходящего тепла содержит более 90% мол. додекафторо-2-метилпентан-3-она, предпочтительно более 95% мол. додекафторо-2-метилпентан-3-она, более предпочтительно более 98% мол. додекафторо-2-метилпентан-3-она, и наиболее предпочтительно 100% мол. додекафторо-2-метилпентан-3-она.2. The method according to p. 1, characterized in that the working fluid regeneration of waste heat contains more than 90 mol%. dodecafluoro-2-methylpentan-3-one, preferably more than 95 mol%. dodecafluoro-2-methylpentan-3-one, more preferably more than 98 mol%. dodecafluoro-2-methylpentan-3-one, and most preferably 100 mol%. dodecafluoro-2-methylpentan-3-one.
3. Способ по любому из пп. 1 – 2, отличающийся тем, что работа второй энергетической системы включает циркуляцию рабочего тела через цикл теплового двигателя.3. The method according to any one of paragraphs. 1 - 2, characterized in that the operation of the second energy system includes the circulation of the working fluid through the cycle of the heat engine.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что цикл теплового двигателя представляет собой цикл Рэнкина.4. The method according to p. 3, characterized in that the cycle of the heat engine is a Rankine cycle.
5. Способ по любому из пп. 3 – 4, отличающийся тем, что рабочее тело, циркулирующее через цикл теплового двигателя, представляет собой рабочее тело регенерации отходящего тепла.5. The method according to any one of paragraphs. 3 to 4, characterized in that the working fluid circulating through the cycle of the heat engine is a working fluid of regeneration of waste heat.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что парообразное рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением имеет температуру в диапазоне 400 – 500°C, предпочтительно в диапазоне 450°C – 500°C.6. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the vaporous working fluid regeneration of waste heat under pressure has a temperature in the range of 400 - 500 ° C, preferably in the range of 450 ° C - 500 ° C.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что цикл теплового двигателя содержит конденсатор, в котором рабочее тело регенерации отходящего тепла конденсируется внешним охлаждающим потоком, внешний охлаждающий поток представляет собой поток окружающего воздуха или поток окружающей (морской) воды.7. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the heat engine cycle comprises a condenser in which the working body of the waste heat recovery is condensed by an external cooling stream, the external cooling stream is a stream of ambient air or a stream of ambient (sea) water.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что рабочее тело охлаждают в конденсаторе до температуры в диапазоне 15 – 80°C. 8. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the working fluid is cooled in a condenser to a temperature in the range of 15 - 80 ° C.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что работа второй энергетической системы включает циркуляцию рабочего тела регенерации отходящего тепла в качестве рабочего тела через тепловой двигатель, такой как цикл Рэнкина, при этом одновременно:9. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the operation of the second energy system includes circulating the working fluid of regenerating waste heat as a working fluid through a heat engine, such as a Rankin cycle, while simultaneously:
пропускают рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением через теплообменник регенерации отходящего тепла, принимающий тепло из потока дымовых газов, таким образом получая парообразное рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением, имеющее температуру в диапазоне 350 – 500°C, pass the working fluid of regeneration of waste heat under pressure through a heat exchanger of regeneration of waste heat receiving heat from a flue gas stream, thereby obtaining a vaporous working fluid of regeneration of waste heat under pressure, having a temperature in the range of 350-500 ° C,
расширяют парообразное рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением в расширителе, таким образом получая вторичную энергию и расширенное парообразное рабочее тело регенерации отходящего тепла низкого давления, expand the vaporous working fluid of waste heat recovery under pressure in the expander, thereby obtaining secondary energy and the expanded vaporous working fluid of low pressure waste heat recovery,
пропускают расширенное парообразное рабочее тело регенерации отходящего тепла низкого давления через конденсатор, получая жидкое рабочее тело регенерации отходящего тепла, и passing the expanded vaporous working medium of low pressure waste heat regeneration through a condenser, receiving a liquid working body of waste heat recovery, and
пропускают жидкое рабочее тело регенерации отходящего тепла через насос, получая жидкое рабочее тело регенерации отходящего тепла под давлением. pass the liquid working fluid regeneration of waste heat through the pump, receiving a liquid working fluid regeneration of waste heat under pressure.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, 10. The method according to any one of the preceding paragraphs,
отличающийся тем, что работа второй энергетической системы включает циркуляцию рабочего тела через тепловой двигатель, такой как цикл Рэнкина, генерирующий вторичную энергию, содержащий теплообменник источника тепла и теплообменник отвода тепла, characterized in that the operation of the second energy system includes the circulation of the working fluid through a heat engine, such as a Rankin cycle generating secondary energy, comprising a heat source heat exchanger and a heat removal heat exchanger,
при этом способ включает следующие этапы the method includes the following steps
пропускают рабочее тело регенерации отходящего тепла через теплообменник источника тепла, pass the working fluid regeneration of waste heat through a heat source heat exchanger,
пропускают рабочее тело через теплообменник источника тепла, получая нагретое рабочее тело путем приема тепла от рабочего тела регенерации отходящего тепла. the working fluid is passed through a heat source heat exchanger, obtaining a heated working fluid by receiving heat from the working fluid of regeneration of waste heat.
11. Применение фторированных кетонов в любом из способов по пп. 1 – 10.11. The use of fluorinated ketones in any of the methods according to paragraphs. 1 - 10.
12. Система генерирования энергии, содержащая12. A power generation system comprising
первую энергетическую систему, содержащую каскад сжигания топлива, выполненный с возможностью сжигания топлива, генерирующего первичную энергию и поток дымовых газов с температурой дымовых газов более 450°C, a first energy system comprising a fuel cascade configured to burn fuel generating primary energy and a flue gas stream with a flue gas temperature of more than 450 ° C,
вторую энергетическую систему, выполненную с возможностью генерирования вторичной энергии из тепла, содержащегося в потоке дымовых газов, содержащую теплообменник регенерации отходящего тепла и рабочее тело регенерации отходящего тепла, a second energy system configured to generate secondary energy from heat contained in the flue gas stream, comprising a waste heat recovery heat exchanger and a waste heat recovery working fluid,
при этом теплообменник регенерации отходящего тепла содержит первый гидравлический канал, выполненный с возможностью приема и транспортировки по меньшей мере части потока дымовых газов, и второй гидравлический канал, выполненный с возможностью приема и транспортировки рабочего тела регенерации отходящего тепла, wherein the waste heat recovery heat exchanger comprises a first hydraulic channel configured to receive and transport at least a portion of the flue gas stream, and a second hydraulic channel configured to receive and transport the waste heat recovery body,
первый и второй гидравлические каналы разделены теплообменной стенкой, the first and second hydraulic channels are separated by a heat exchange wall,
теплообменная стенка пригодна для воздействия потока дымовых газов при температуре дымовых газов в диапазоне 450 – 650°C, и теплообменная стенка пригодна для воздействия рабочего тела регенерации отходящего тепла при температуре в диапазоне 350 – 500°C,the heat exchange wall is suitable for exposure to a flue gas stream at a temperature of flue gases in the range of 450 - 650 ° C, and the heat exchange wall is suitable for exposure to a working fluid regeneration of waste heat at a temperature in the range of 350 - 500 ° C,
при этом рабочее тело, содержащееся во второй энергетической системе, состоит из фторированных кетонов.while the working fluid contained in the second energy system consists of fluorinated ketones.
13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что теплообменная стенка представляет собой однослойную стенку.13. The system according to p. 12, characterized in that the heat exchange wall is a single layer wall.
14. Система по любому из пп. 12 – 13, дополнительно содержащая тепловой двигатель, такой как цикл Рэнкина, содержащий теплообменник регенерации отходящего тепла, расширитель, конденсатор и насос, причем конденсатор выполнен с возможностью конденсации рабочего тела регенерации отходящего тепла внешним охлаждающим потоком. 14. The system according to any one of paragraphs. 12 to 13, further comprising a heat engine, such as a Rankin cycle, comprising a waste heat recovery heat exchanger, an expander, a condenser and a pump, the condenser being configured to condense the working fluid of the waste heat recovery by an external cooling stream.