RU2018129741A - Каскадный цикл и способ регенерации отходящего тепла - Google Patents
Каскадный цикл и способ регенерации отходящего тепла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018129741A RU2018129741A RU2018129741A RU2018129741A RU2018129741A RU 2018129741 A RU2018129741 A RU 2018129741A RU 2018129741 A RU2018129741 A RU 2018129741A RU 2018129741 A RU2018129741 A RU 2018129741A RU 2018129741 A RU2018129741 A RU 2018129741A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- circuit
- expander
- heat
- compressor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
- F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
- F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Claims (35)
1. Система преобразования энергии, содержащая:
первый контур (11) рабочей текучей среды, имеющий сторону высокого давления и сторону низкого давления и выполненный с возможностью пропускания первой рабочей текучей среды,
нагреватель (7), выполненный с возможностью циркуляции первой рабочей текучей среды с участием в теплообмене с источником (3) тепла для испарения первой рабочей текучей среды,
первый детандер (15), расположенный между стороной высокого давления и стороной низкого давления первого контура (11) рабочей текучей среды и выполненный с возможностью расширения первой рабочей текучей среды и производства механической энергии,
первый насос или компрессор (17), расположенный между стороной низкого давления и стороной высокого давления первого контура (11) рабочей текучей среды,
второй контур (13) рабочей текучей среды, имеющий сторону высокого давления и сторону низкого давления и выполненный с возможностью пропускания второй рабочей текучей среды,
теплопередающее устройство (19), выполненное с возможностью передачи тепла от стороны низкого давления первого контура (11) рабочей текучей среды к стороне высокого давления второго контура (13) рабочей текучей среды и испарения второй рабочей текучей среды,
детандерный узел (24, 25), расположенный между стороной высокого давления и стороной низкого давления второго контура (13) рабочей текучей среды и выполненный с возможностью расширения второй рабочей текучей среды и производства механической энергии,
второй насос или компрессор (27), расположенный между стороной низкого давления и стороной высокого давления второго контура (13) рабочей текучей среды,
второй рекуператор тепла (23), в котором теплоотдающая сторона участвует в теплообмене с теплопринимающей стороной, причем теплоотдающая сторона проточно соединена со вторым контуром (13) рабочей текучей среды, а теплопринимающая сторона проточно соединена с первым контуром (11) рабочей текучей среды, в результате чего тепло передается от второй рабочей текучей среды, циркулирующей по теплоотдающей стороне второго рекуператора тепла, к первой рабочей текучей среде, циркулирующей по теплопринимающей стороне второго рекуператора тепла,
при этом первый насос или компрессор (17) соединен с возможностью передачи приводного усилия с детандерным узлом (24, 25) и приводится в действие механической энергией, генерируемой с его помощью.
2. Система по п. 1, в которой первый детандер (15) соединен с возможностью передачи приводного усилия с вращающейся нагрузкой (31).
3. Система по п. 1 или 2, в которой вращающаяся нагрузка (31) содержит электрогенератор, выполненный с возможностью преобразования механической энергии, генерируемой первым детандером (15), в электрическую энергию.
4. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, в которой второй насос или компрессор (27) соединен с возможностью передачи приводного усилия с электродвигателем (37).
5. Система по одному из пп. 1-3, в которой второй насос или компрессор (27) соединен с возможностью передачи приводного усилия с детандерным узлом (24), причем как первый насос или компрессор (17), так и второй насос или компрессор (27) приводятся в действие механической энергией, генерируемой детандерным узлом (24).
6. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, в которой детандерный узел содержит второй детандер (25), соединенный с возможностью передачи приводного усилия с трансмиссионным валом, причем первый насос или компрессор (17) и второй насос или компрессор (27) соединены с возможностью передачи приводного усилия с трансмиссионным валом.
7. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, в которой детандерный узел (24) содержит верхний детандер (25.1) и нижний детандер (25.2), расположенные последовательно между стороной высокого давления и стороной низкого давления второго контура (13) рабочей текучей среды, в результате чего вторая рабочая текучая среда последовательно расширяется в верхнем детандере (25.1) и в нижнем детандере (25.2), причем один из указанных первого насоса или компрессора (17) и второго насоса или компрессора (27) соединен с возможностью передачи приводного усилия с верхним детандером (25.1), а другой из указанных первого насоса или компрессора (17) и второго насоса или компрессора (27) соединен с возможностью передачи приводного усилия с нижним детандером (25.2).
8. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, в которой теплопередающее устройство (19) содержит первый рекуператор (19) тепла, в котором теплоотдающая сторона участвует в теплообмене с теплопринимающей стороной, причем теплоотдающая сторона проточно соединена с первым контуром (11) рабочей текучей среды, а теплопринимающая сторона проточно соединена со вторым контуром (13) рабочей текучей среды, в результате чего тепло передается от первой рабочей текучей среды, циркулирующей по теплоотдающей стороне первого рекуператора тепла, ко второй рабочей текучей среде, циркулирующей по теплопринимающей стороне первого рекуператора (19) тепла.
9. Система по п. 8, в которой теплоотдающая сторона первого рекуператора (19) тепла проточно соединена с первым контуром (11) рабочей текучей среды между первым детандером (15) и первым насосом или компрессором (17), а теплопринимающая сторона первого рекуператора (19) тепла проточно соединена со вторым контуром (13) рабочей текучей среды между вторым насосом или компрессором (27) и детандерным узлом (24, 25).
10. Система по п. 8 или 9, в которой первый контур (11) рабочей текучей среды также содержит первый охладитель (21), проточно соединенный с указанным первым контуром (11) между теплоотдающей стороной первого рекуператора (19) тепла и первым насосом или компрессором (17).
11. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, в которой высокотемпературная сторона второго рекуператора (23) тепла проточно соединена со вторым контуром (13) рабочей текучей среды между детандерным узлом (24, 25) и вторым насосом или компрессором (27), а низкотемпературная сторона второго рекуператора (23) тепла проточно соединена с первым контуром (11) рабочей текучей среды между первым насосом или компрессором (17) и нагревателем (7).
12. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, в которой второй контур (13) рабочей текучей среды также содержит второй охладитель (29), проточно соединенный с указанным вторым контуром (13) между вторым рекуператором (23) тепла и вторым насосом или компрессором (27).
13. Система по одному или нескольким из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая соединительную линию (51) между первым контуром (11) рабочей текучей среды и вторым контуром (13) рабочей текучей среды, выполненную с возможностью переноса рабочей текучей среды из первого контура (11) во второй контур (13) или наоборот, и клапан (53), расположенный на соединительной линии (51).
14. Способ производства полезной энергии из тепла, обеспечиваемого источником тепла, включающий следующие этапы:
обеспечение циркуляции первого потока рабочей текучей среды с помощью первого насоса или компрессора (17) в первом контуре (11) рабочей текучей среды, имеющем сторону высокого давления и сторону низкого давления, при этом сторона высокого давления участвует в теплообмене с источником тепла, а сторона низкого давления участвует в теплообмене со вторым контуром (13) рабочей текучей среды;
передачу тепловой энергии от источника тепла первой рабочей текучей среде;
расширение первой рабочей текучей среды с помощью первого детандера (15), расположенного между стороной высокого давления и стороной низкого давления первого контура (11) рабочей текучей среды, и производство, тем самым, механической энергии;
передачу низкотемпературного тепла от первого контура (11) рабочей текучей среды ко второму контуру (13) рабочей текучей среды, при этом второй контур (13) рабочей текучей среды содержит сторону высокого давления и сторону низкого давления, детандерный узел (25, 24), расположенный между стороной высокого давления и стороной низкого давления, и второй насос или компрессор (27), расположенный между стороной низкого давления и стороной высокого давления;
расширение второй рабочей текучей среды, циркулирующей во втором контуре (13) рабочей текучей среды, в детандерном узле (25, 24) и производство в нем механической энергии;
передачу тепла от второго контура (13) рабочей текучей среды первому контуру (11) рабочей текучей среды с помощью рекуператора (23) тепла;
приведение в действие первого насоса или компрессора (17) с помощью механической энергии, генерируемой детандерным узлом (25, 24).
15. Способ по п. 14, в котором обеспечивают вращение нагрузки (31) с помощью механической энергии, генерируемой первым детандером (15).
16. Способ по п. 14 или 15, в котором нагрузка (31) содержит электрогенератор; при этом в способе преобразуют механическую энергию, генерируемую первым детандером (15), в электрическую энергию с помощью указанного электрогенератора.
17. Способ по одному из пп. 14-16, в котором обеспечивают вращение второго насоса или компрессора (27) с помощью механической энергии, генерируемой детандерным узлом (25, 24).
18. Способ по п. 17, в котором детандерный узел (24) содержит второй детандер (25.1) и третий детандер (25.2), последовательно расположенные между стороной высокого давления и стороной низкого давления второго контура (13) рабочей текучей среды, при этом в способе дополнительно последовательно расширяют вторую рабочую текучую среду во втором детандере (25.1) и третьем детандере (25.2); обеспечивают вращение указанного первого насоса или компрессора (17) с помощью механической энергии, генерируемой одним из указанных второго детандера (25.1) и третьего детандера (25.2); и обеспечивают вращение второго насоса или компрессора (27) с помощью механической энергии, генерируемой другим из указанных второго детандера (25.1) и третьего детандера (25.2).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102016000018102 | 2016-02-22 | ||
| ITUB2016A000955A ITUB20160955A1 (it) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | Ciclo in cascata di recupero di cascame termico e metodo |
| PCT/EP2017/053813 WO2017144422A1 (en) | 2016-02-22 | 2017-02-20 | Waste heat recovery cascade cycle and method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018129741A true RU2018129741A (ru) | 2020-03-24 |
| RU2018129741A3 RU2018129741A3 (ru) | 2020-03-24 |
| RU2722436C2 RU2722436C2 (ru) | 2020-06-01 |
Family
ID=55948997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129741A RU2722436C2 (ru) | 2016-02-22 | 2017-02-20 | Каскадный цикл и способ регенерации отходящего тепла |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11143102B2 (ru) |
| EP (1) | EP3420201B8 (ru) |
| IT (1) | ITUB20160955A1 (ru) |
| RU (1) | RU2722436C2 (ru) |
| SA (1) | SA518392253B1 (ru) |
| WO (1) | WO2017144422A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11001250B2 (en) * | 2018-03-01 | 2021-05-11 | Cummins Inc. | Waste heat recovery hybrid power drive |
| US11708766B2 (en) | 2019-03-06 | 2023-07-25 | Industrom Power LLC | Intercooled cascade cycle waste heat recovery system |
| US20210039042A1 (en) * | 2019-07-22 | 2021-02-11 | 7142871 Canada Inc. | Atoms power - fully integrated water, climate control and energy production system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH276514A (de) * | 1949-04-14 | 1951-07-15 | Sulzer Ag | Verfahren zum Erzeugen von Arbeit aus Wärme und Wärme-Kraft-Anlage zur Durchführung des Verfahrens. |
| US20040020206A1 (en) * | 2001-05-07 | 2004-02-05 | Sullivan Timothy J. | Heat energy utilization system |
| RU2188960C1 (ru) | 2001-08-20 | 2002-09-10 | Кондрашов Борис Михайлович | Способ преобразования энергии в силовой установке (варианты), струйно-адаптивном двигателе и газогенераторе |
| US8616001B2 (en) * | 2010-11-29 | 2013-12-31 | Echogen Power Systems, Llc | Driven starter pump and start sequence |
| WO2015034988A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | Echogen Power Systems, L.L.C. | Control methods for heat engine systems having a selectively configurable working fluid circuit |
| ITUB20156041A1 (it) * | 2015-06-25 | 2017-06-01 | Nuovo Pignone Srl | Sistema e metodo a ciclo semplice per il recupero di cascame termico |
| IT201700096779A1 (it) * | 2017-08-29 | 2019-03-01 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Sistema e metodo combinato di recupero di calore e refrigerazione |
-
2016
- 2016-02-22 IT ITUB2016A000955A patent/ITUB20160955A1/it unknown
-
2017
- 2017-02-20 WO PCT/EP2017/053813 patent/WO2017144422A1/en active Application Filing
- 2017-02-20 EP EP17706241.1A patent/EP3420201B8/en active Active
- 2017-02-20 RU RU2018129741A patent/RU2722436C2/ru active
- 2017-02-20 US US16/075,645 patent/US11143102B2/en active Active
-
2018
- 2018-08-20 SA SA518392253A patent/SA518392253B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11143102B2 (en) | 2021-10-12 |
| SA518392253B1 (ar) | 2021-10-16 |
| US20190048747A1 (en) | 2019-02-14 |
| EP3420201A1 (en) | 2019-01-02 |
| RU2722436C2 (ru) | 2020-06-01 |
| RU2018129741A3 (ru) | 2020-03-24 |
| ITUB20160955A1 (it) | 2017-08-22 |
| EP3420201B1 (en) | 2020-01-22 |
| WO2017144422A1 (en) | 2017-08-31 |
| EP3420201B8 (en) | 2020-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2017144064A (ru) | Система и способ рекуперации отходящего тепла с простым циклом | |
| RU2017102764A (ru) | Система рекуперации тепловой энергии двигателя внутреннего сгорания | |
| EP3284920A1 (en) | Hybrid generation system using supercritical carbon dioxide cycle | |
| RU2673959C2 (ru) | Система и способ регенерации энергии отходящего тепла | |
| WO2005049975B1 (en) | Organic rankine cycle system with shared heat exchanger for use with a reciprocating engine | |
| RU2018129741A (ru) | Каскадный цикл и способ регенерации отходящего тепла | |
| RU2015149785A (ru) | Система и способ рекуперации отработанного тепла | |
| US20150377075A1 (en) | Recovery system using fluid coupling on power generating system | |
| US9869495B2 (en) | Multi-cycle power generator | |
| CN101892879A (zh) | 一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置 | |
| RU2006147231A (ru) | Тепловой двигатель | |
| JP2016118365A (ja) | 熱システム及び熱システムの運転方法 | |
| WO2012069932A3 (en) | The timlin cycle- a binary condensing thermal power cycle | |
| GB2604542A (en) | Plant based upon combined Joule-Brayton and Rankine cycles working with directly coupled reciprocating machines | |
| CN205477784U (zh) | 一种热电联产装置 | |
| JP2015178946A (ja) | 複合サイクルヒートポンプ装置 | |
| JP2015210070A (ja) | 複合空調冷凍装置 | |
| RU2015149783A (ru) | Система и способ рекуперации отработанного тепла | |
| JP2016017736A (ja) | 太陽熱発電給湯装置 | |
| JPWO2019129940A5 (ru) | ||
| RU146398U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
| RU146342U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
| RU2519895C2 (ru) | Многоцелевая теплонасосная установка | |
| JP2000213419A (ja) | 低温熱利用の熱源システム、及び、それを用いたコ―ジェネレ―ションシステム | |
| RU145228U1 (ru) | Тепловая электрическая станция |