RU2701973C1 - Organic rankine cycle for conversion of waste heat of heat source into mechanical energy and cooling system using such cycle - Google Patents

Organic rankine cycle for conversion of waste heat of heat source into mechanical energy and cooling system using such cycle Download PDF

Info

Publication number
RU2701973C1
RU2701973C1 RU2018112383A RU2018112383A RU2701973C1 RU 2701973 C1 RU2701973 C1 RU 2701973C1 RU 2018112383 A RU2018112383 A RU 2018112383A RU 2018112383 A RU2018112383 A RU 2018112383A RU 2701973 C1 RU2701973 C1 RU 2701973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
expander
working fluid
evaporator
liquid
paragraphs
Prior art date
Application number
RU2018112383A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Хендрик ОХМАН
Original Assignee
Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап
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 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап filed Critical Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап
Priority claimed from PCT/BE2016/000040 external-priority patent/WO2017041147A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2701973C1 publication Critical patent/RU2701973C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants 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
    • 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
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • 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
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • 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
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/005—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of liquid and steam or evaporation of a liquid by expansion
    • 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
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/04—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the fluid being in different phases, e.g. foamed

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)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to Rankin cycle on organic working medium (ORC) for conversion of heat from its source into mechanical energy. ORC contains closed circuit with two-phase working body, wherein said circuit includes a liquid pump for circulation of working medium in said circuit in series through an evaporator in thermal contact with said heat source, through an expander to convert thermal energy of the working medium into mechanical energy and through a capacitor in thermal contact with the cooling element. According to the invention, the expander is located above the evaporator, and the outlet hole for the fluid medium of the evaporator is connected to the inlet hole for the fluid medium of the expander by means of a lifting column filled with a mixture of a liquid working medium and gas bubbles of the working medium supplied to the expander, wherein at least part of the lifting string passes at the same level or above the level of the inlet opening of the expander, thereby enabling gravitational flow of the liquid working medium supplied by the lifting string into the reamer.EFFECT: invention increases efficiency of heat conversion into operation.17 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к органическому циклу Рэнкина (ОЦР) для преобразования сбросного тепла от его источника в механическую энергию и к системе охлаждения, использующей такой ОЦР для охлаждения источника сбросного тепла.The invention relates to an organic Rankin cycle (OCR) for converting waste heat from its source into mechanical energy and to a cooling system using such a OCR to cool the waste heat source.

Схемы энергетической установки для преобразования сбросного тепла в энергию хорошо описаны, например, ОЦР, цикл Калины, трехсторонний цикл мгновенного испарения (Trilateral Flash) и тому подобное.The schemes of a power plant for converting waste heat into energy are well described, for example, the FOC, the Kalina cycle, the tripartite flash cycle (Trilateral Flash) and the like.

Энергетические установки по таким схемам предназначены для извлечения сбросного тепла из его источника и преобразования упомянутой энергии в полезную механическую энергию, которая может использоваться, например, для приведения в действие генератора, вырабатывающего электроэнергию.Power plants according to such schemes are designed to extract waste heat from its source and convert said energy into useful mechanical energy, which can be used, for example, to drive a generator that generates electricity.

В частности, известно использование ОЦР для извлечения энергии сбросного тепла из его источников с относительно низкой температурой, таких как тепло сжатого газа, вырабатываемого компрессорной установкой, или тепло выхлопных газов, дымовых газов, пара, горячей воды и т.п. Такие ОЦР содержат собой замкнутый контур с двухфазным рабочим телом, причем контур дополнительно содержит жидкостной насос для обеспечения циркуляции рабочего тела в контуре последовательно через испаритель, который находится в тепловом контакте с источником тепла для испарения рабочего тела; через расширитель, такой как турбина, для преобразования тепловой энергии, переданной в испарителе газообразному рабочему телу, в полезную механическую энергию; и, наконец, через конденсатор, который находится в тепловом контакте с охлаждающей средой, такой как вода или окружающий воздух, для преобразования газообразного рабочего тела в жидкое рабочее тело, которое может быть возвращено в испаритель для следующего рабочего цикла.In particular, it is known to use OCR to extract the energy of waste heat from its sources with a relatively low temperature, such as heat of compressed gas produced by a compressor unit, or heat of exhaust gases, flue gases, steam, hot water, etc. Such OCR comprise a closed loop with a two-phase working fluid, the loop additionally comprising a liquid pump for circulating the working fluid in the loop sequentially through an evaporator that is in thermal contact with a heat source to vaporize the working fluid; through an expander, such as a turbine, for converting the thermal energy transferred in the evaporator to the gaseous working fluid into useful mechanical energy; and finally, through a condenser that is in thermal contact with a cooling medium, such as water or ambient air, to convert the gaseous working fluid into a liquid working fluid, which can be returned to the evaporator for the next working cycle.

В установках, вырабатывающих горячие газы, ОЦР используется для охлаждения упомянутых горячих газов путем приведения этих горячих газов в контакт с испарителем ОЦР и, в то же время, для преобразования извлеченного в испарителе тепла в полезную энергию в расширителе. In plants that produce hot gases, OCR is used to cool the aforementioned hot gases by bringing these hot gases into contact with the OCR evaporator and, at the same time, to convert the heat extracted in the evaporator into useful energy in the expander.

Известна система с циклом Рэнкина на органическом рабочем теле по заявке US 2015/013338 A1 для преобразования тепла сжатого газа в качестве источника тепла в механическую энергию, содержащая замкнутый контур с двухфазным рабочим телом, причем указанный контур включает в себя жидкостной насос для циркуляции рабочего тела в этом контуре последовательно через испаритель, находящийся в тепловом контакте с упомянутым источником тепла, через расширитель для преобразования тепловой энергии рабочего тела в механическую энергию и через конденсатор, находящийся в тепловом контакте с охлаждающим элементом.A known system with a Rankine cycle on an organic working fluid according to the application US 2015/013338 A1 for converting heat of compressed gas as a heat source into mechanical energy, containing a closed loop with a two-phase working fluid, and this loop includes a liquid pump for circulating the working fluid in this circuit in series through an evaporator in thermal contact with said heat source, through an expander to convert the thermal energy of the working fluid into mechanical energy and through a condenser, ahodyaschiysya in thermal contact with a cooling element.

Недостатком существующих ОЦР является то, что размер испарителя должен быть относительно большим, чтобы обеспечивать достаточный тепловой контакт между рабочим телом в испарителе и источником тепла, прежде всего, низкотемпературным, например, имеющим температуру 90°C или даже 60°C, причем поверхность соприкосновения между жидкой фракцией рабочего тела, которая должна испаряться в испарителе, составляет лишь небольшую часть общей контактной поверхности испарителя, поскольку испаритель содержит жидкую фазу рабочего только на дне, а пары рабочего тела над ней. Другим недостатком является то, что в случае отказа жидкостного насоса или расширителя циркуляция рабочего тела в ОЦР автоматически прекращается, так как испаритель должен располагаться над расширителем, чтобы обеспечивать гравитационный поток жидкой фазы рабочего тела из испарителя в расширитель, в частности, когда предпочтительно двухфазное рабочее тело на входе в расширитель.A drawback of existing CROs is that the size of the evaporator must be relatively large in order to provide sufficient thermal contact between the working fluid in the evaporator and the heat source, especially low-temperature, for example, having a temperature of 90 ° C or even 60 ° C, and the contact surface between the liquid fraction of the working fluid, which must be evaporated in the evaporator, makes up only a small part of the total contact surface of the evaporator, since the evaporator contains the liquid phase of the working only at the bottom, and the vapor the body above her. Another drawback is that in the event of a failure of the liquid pump or expander, the circulation of the working fluid in the OCR is automatically stopped, since the evaporator must be located above the expander in order to provide a gravitational flow of the liquid phase of the working fluid from the evaporator to the expander, in particular when a two-phase working fluid is preferred at the entrance to the expander.

Когда прекращается циркуляция рабочего тела в ОЦР, ОЦР прекращает выполнять функцию охлаждения горячих газов, что приводит к потенциально опасным ситуациям, когда нижестоящие по потоку установки или пользователи, использующие неохлажденные горячие газы, могут выходить из строя из-за перегрева.When the circulation of the working fluid in the CRO stops, the CRO stops performing the function of cooling hot gases, which leads to potentially dangerous situations when downstream plants or users using uncooled hot gases can fail due to overheating.

В неопубликованной бельгийской патентной заявке 20140654 того же заявителя предлагается решение на случай отказа жидкостного насоса ОЦР, заключающееся в использовании вспомогательных охладителей, которые не являются частью системы ОЦР и которые, вследствие этого, могут обеспечить охлаждение сжатых газов в случае отказа системы ОЦР.In the unpublished Belgian patent application 20140654 of the same applicant, a solution is proposed in the event of a failure of the OCR liquid pump, which consists in the use of auxiliary coolers that are not part of the OCR system and which, therefore, can provide cooling of compressed gases in the event of a failure of the OCR system.

Недостатком такого подхода является необходимость использования вспомогательных охладителей.The disadvantage of this approach is the need for auxiliary coolers.

Задачей изобретения является разработка решения, устраняющего один или несколько из вышеупомянутых и других недостатков.The objective of the invention is to develop a solution that eliminates one or more of the above and other disadvantages.

Таким образом, изобретение направлено на разработку ОЦР для преобразования сбросного тепла в механическую энергию, при этом ОЦР представляет собой замкнутый контур с двухфазным рабочим телом, причем указанный контур включает в себя жидкостной насос для циркуляции рабочего тела в этом контуре последовательно через испаритель, находящийся в тепловом контакте с упомянутым источником тепла, через расширитель для преобразования тепловой энергии рабочего тела в механическую энергию и через конденсатор, находящийся в тепловом контакте с охлаждающим элементом, отличающийся тем, что расширитель расположен выше испарителя, а выходное отверстие для текучей среды испарителя соединено с входным отверстием для текучей среды расширителя с помощью подъемной колонны, заполненной подаваемой в расширитель смесью жидкого рабочего тела и газовых пузырьков рабочего тела, при этом по меньшей мере часть подъемной колонны проходит на том же уровне или выше уровня входного отверстия расширителя, обеспечивая возможность гравитационного потока жидкого рабочего тела, подаваемого подъемной колонной, в расширитель.Thus, the invention is directed to the development of OCR for converting waste heat into mechanical energy, while OCR is a closed loop with a two-phase working fluid, moreover, this circuit includes a liquid pump for circulating the working fluid in this circuit in series through an evaporator located in the heat contact with said heat source, through an expander to convert the thermal energy of the working fluid into mechanical energy and through a capacitor in thermal contact with oh a cooling element, characterized in that the expander is located above the evaporator, and the outlet for the evaporator fluid is connected to the inlet for the expander fluid using a lifting column filled with a mixture of liquid working fluid and gas bubbles of the working fluid supplied to the expander, as part of the lifting column passes at the same level or above the level of the inlet of the expander, providing the possibility of a gravitational flow of liquid working fluid supplied by the lifting column, the expander.

При заполнении подъемной колонны смесью жидкого и газообразного рабочего тела возникает своего рода насосный эффект для двухфазного рабочего тела, подаваемого к входному отверстию расширителя и далее вниз по потоку к входному отверстию конденсатора под воздействием силы тяжести, причем конденсатор предпочтительно находится в основном на том же или на более низком уровне, чем расширитель, а испаритель предпочтительно находится в основном на том же уровне или на более низком уровне, чем конденсатор, так что возможен гравитационный поток жидкого рабочего тела, подаваемого расширителем в конденсатор и далее вниз от конденсатора к испарителю. Преимущество насосного эффекта подъемной колонны заключается в том, что в случае блокировки жидкостного насоса или расширителя рабочее тело продолжает циркулировать автономно в контуре ОЦР, и ОЦР начинает функционировать как своего рода тепловая труба или термосифон. Преимущество, связанное с этим эффектом саморегулирования, состоит в том, что даже в неблагоприятной ситуации блокировки жидкостного насоса или расширителя, когда ОЦР используется для охлаждения источника тепла, ОЦР продолжает выполнять свою функцию охлаждения, тем самым устраняя необходимость в наличии отдельных охлаждающих устройств в дополнение к ОЦР, когда функция охлаждения является критичной.When the lifting column is filled with a mixture of liquid and gaseous working fluid, a kind of pumping effect occurs for the two-phase working fluid supplied to the expander inlet and further downstream to the condenser inlet, under the influence of gravity, the condenser is preferably located mainly on the same or lower level than the expander, and the evaporator is preferably substantially at the same level or lower than the condenser, so a gravitational flow is possible liquid working fluid supplied by the expander to the condenser and further down from the condenser to the evaporator. The advantage of the pumping effect of the lifting column is that in the event of a blockage of the liquid pump or expander, the working fluid continues to circulate autonomously in the OCR circuit, and the OCR starts functioning as a kind of heat pipe or thermosiphon. The advantage associated with this self-regulating effect is that even in an unfavorable situation of blocking the liquid pump or expander, when the OCR is used to cool the heat source, the OCR continues to perform its cooling function, thereby eliminating the need for separate cooling devices in addition to CRO when the cooling function is critical.

Предпочтительно нижняя часть входного отверстия для жидкости конденсатора расположена ниже нижней части вращающихся активных частей расширителя.Preferably, the bottom of the condenser fluid inlet is located below the bottom of the rotating active parts of the expander.

В настоящем описании выражение «вращающиеся активные части расширителя» относится к тем вращающимся частям расширителя, которые при работе непосредственно участвуют в процессе расширения текучей среды, таким как винтовые роторы в винтовом расширителе, рабочее колесо в турбине, спираль в спиральном расширителе, поршень в поршневом расширителе и т.п. Однако выражение «вращательные активные части расширителя» исключает неактивные части, которые не участвуют в процессе расширения, такие как подшипники, генератор и т.п.In the present description, the expression "rotating active parts of the expander" refers to those rotating parts of the expander that are directly involved in the expansion of the fluid during operation, such as screw rotors in a screw expander, an impeller in a turbine, a spiral in a spiral expander, a piston in a piston expander etc. However, the expression “rotational active parts of the expander” excludes inactive parts that are not involved in the expansion process, such as bearings, generator, etc.

Аналогичным образом предпочтительно, чтобы испаритель в основном располагался на том же или на более низком уровне, чем конденсатор, в частности, нижняя часть входного отверстия для текучей среды испарителя была расположена ниже самой нижней части выходного отверстия для текучей среды конденсатора.Similarly, it is preferable that the evaporator is generally located at the same or lower level than the condenser, in particular, the lower part of the evaporator fluid inlet is located below the lowest part of the condenser fluid outlet.

Предпочтительно ОЦР снабжен перепускным каналом, соединяющим входное отверстие и выходное отверстие жидкостного насоса и содержащим клапан с элементом управления для поддержания клапана в закрытом состоянии в нормальных условиях работы ОЦР и открывания клапана в случае, когда жидкостной насос не работает вследствие отказа или по другим причинам.Preferably, the OCR is provided with a bypass channel connecting the inlet and outlet of the liquid pump and containing a valve with a control element for keeping the valve closed under normal operating conditions of the OCR and opening the valve when the liquid pump does not work due to a failure or for other reasons.

Преимущество состоит в том, что перепускной канал может шунтировать сопротивление потоку неисправного жидкостного насоса, которое может препятствовать гравитационному потоку рабочего тела, и, следовательно, и охлаждающему эффекту ОЦР.The advantage is that the bypass channel can bypass the flow resistance of the faulty liquid pump, which can impede the gravitational flow of the working fluid, and therefore the cooling effect of the OCR.

Аналогично, ОЦР может быть снабжен перепускным каналом, соединяющим входное отверстие и выходное отверстие расширителя и содержащим клапан с элементом управления для поддержания клапана в закрытом состоянии в нормальных условиях работы ОЦР и открывания клапана в случае, когда расширитель не работает из-за отказа или по другим причинам.Similarly, the OCR can be equipped with a bypass channel connecting the inlet and outlet of the expander and containing a valve with a control element to keep the valve closed under normal conditions of operation of the OCR and open the valve when the expander does not work due to a failure or otherwise reasons.

Другим аспектом изобретения является то, что ОЦР сконструирован таким образом, что по меньшей мере в некоторых условиях работы испаритель полностью заполнен кипящим рабочим телом, и тем, что подъемная колонна заполнена смесью жидкого рабочего тела и газовым пузырьками рабочего тела, причем эта смесь подается в расширитель.Another aspect of the invention is that the OCR is designed so that, at least in some operating conditions, the evaporator is completely filled with a boiling working fluid, and that the lifting column is filled with a mixture of liquid working fluid and gas bubbles of the working fluid, which mixture is fed into the expander .

Преимущество такого выполнения ОЦР заключается в том, что испаритель заполнен рабочим телом в виде кипящей жидкой среды, что максимально увеличивает поверхность контакта жидкого рабочего тела и источника тепла и максимально увеличивает теплообмен с источника тепла, тем самым максимально увеличивая количество регенерированного тепла, преобразуемого в механическую энергию расширителем.The advantage of this OCR is that the evaporator is filled with a working fluid in the form of a boiling liquid medium, which maximizes the contact surface of the fluid working fluid and the heat source and maximizes heat transfer from the heat source, thereby maximizing the amount of regenerated heat converted into mechanical energy expander.

При использовании ОЦР для охлаждения сжатых газов компрессорной установки, это также означает максимальную степень охлаждения в ОЦР.When using OCR to cool the compressed gases of a compressor unit, this also means the maximum degree of cooling in the OCR.

Преимущество, связанное с эффективным охлаждением сжатых газов, находящихся в контакте с испарителем, заключается в том, что дополнительное охлаждение не требуется, и что при проектировании может быть выбран меньший по габаритам испаритель.The advantage associated with efficient cooling of the compressed gases in contact with the evaporator is that additional cooling is not required, and that a smaller evaporator can be selected during design.

Подъемная колонна гарантирует, что внутренние поверхности испарителя все время покрыты жидкостью, причем жидкость в подъемной колонне стремится течь назад в испаритель, чтобы заместить пузырьки газа, получаемые в испарителе путем кипения рабочего тела.The lifting column ensures that the inner surfaces of the evaporator are always covered with liquid, and the liquid in the lifting column tends to flow back into the evaporator to replace the gas bubbles produced in the evaporator by boiling the working fluid.

Изобретение также относится к системе охлаждения для охлаждения источника сбросного тепла, которая содержит описанный выше ОЦР в качестве единственного средства охлаждения источника тепла без необходимости использования дополнительного внешнего охлаждения даже в условиях неработающего расширителя и/или жидкостного насоса.The invention also relates to a cooling system for cooling a source of waste heat, which contains the above-described OCR as the only means of cooling a heat source without the need for additional external cooling, even in conditions of an idle expander and / or liquid pump.

Далее описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылками на чертежи.The following describes preferred embodiments of the invention with reference to the drawings.

На фиг. 1 показана схема системы ОЦР согласно изобретению с использованием одноступенчатой компрессорной установки;In FIG. 1 is a schematic diagram of a CCR system according to the invention using a single stage compressor unit;

на фиг. 2 – система ОЦР по фиг. 1 в более реалистичном виде; in FIG. 2 - the system of OCR according to FIG. 1 in a more realistic way;

на фиг. 3 – альтернативный вариант выполнения показанной на фиг. 1 компрессорной установки.in FIG. 3 is an alternative embodiment of that shown in FIG. 1 compressor unit.

Показанная на фиг. 1 система 1 охлаждения представляет собой систему для охлаждения, например, сжатого газа, вырабатываемого компрессорной установкой, содержащей компрессор 2 с входным отверстием 3 и выходным отверстием 4. Компрессор 2 соединен с двигателем 5, приводящим компрессор 2 в действие для получения сжатого потока Q газа. Кроме того, система охлаждения 1 содержит охладитель 6, расположенный по потоку после компрессора 2 для охлаждения сжатого газа, прежде чем он попадет в сеть 7 потребителей сжатого газа.Shown in FIG. 1, cooling system 1 is a system for cooling, for example, compressed gas produced by a compressor unit comprising a compressor 2 with an inlet 3 and an outlet 4. Compressor 2 is connected to an engine 5 driving compressor 2 to produce a compressed gas stream Q. In addition, the cooling system 1 contains a cooler 6 located downstream of the compressor 2 for cooling the compressed gas before it enters the network 7 of consumers of compressed gas.

Как показано на фиг. 1, система 1 охлаждения содержит ОЦР 8, в котором упомянутый выше охладитель 6 встроен в теплообменник 9, в который, в свою очередь, встроен испаритель 10 ОЦР 8 для регенерации сбросного тепла сжатого газа, используя это сбросное тепло в качестве источника 11 тепла для преобразования его в полезную механическую энергию с помощью расширителя 12 ОЦР 8, например, турбины, приводящей в действие электрический генератор 13.As shown in FIG. 1, the cooling system 1 comprises an OCR 8, in which the aforementioned cooler 6 is integrated in the heat exchanger 9, in which, in turn, an evaporator 10 OCR 8 is integrated to regenerate the waste heat of the compressed gas, using this waste heat as a heat source 11 for conversion its useful mechanical energy using an expander 12 OCR 8, for example, a turbine driving an electric generator 13.

ОЦР представляет собой замкнутый контур 14, содержащий двухфазное органическое рабочее тело с температурой кипения ниже температуры источника 11 тепла, причем рабочее тело непрерывно циркулирует в контуре 14 с помощью жидкостного насоса 15 в направлении, обозначенном стрелками F.The OCR is a closed loop 14 containing a two-phase organic working fluid with a boiling point below the temperature of the heat source 11, the working fluid being continuously circulated in the circuit 14 using a liquid pump 15 in the direction indicated by arrows F.

Рабочее тело последовательно протекает через испаритель 10, находящийся в тепловом контакте с источником 11 тепла; через расширитель 12 и, наконец, через конденсатор 16 перед повторной подачей жидкостным насосом 15 в контур 14 для следующего цикла.The working fluid flows sequentially through the evaporator 10, which is in thermal contact with the heat source 11; through the expander 12 and finally through the capacitor 16 before re-supplying the liquid pump 15 to the circuit 14 for the next cycle.

Конденсатор 16 является частью теплообменника 9′ и находится в тепловом контакте с охлаждающим элементом 17 контура 18 охлаждения, в котором холодная вода W забирается собой в виде подачи, извлекаемой из резервуара 19 для циркуляции через конденсатор 16 с помощью насоса 20.The condenser 16 is part of the heat exchanger 9 ′ and is in thermal contact with the cooling element 17 of the cooling circuit 18, in which cold water W is taken by itself in the form of a supply extracted from the reservoir 19 for circulation through the condenser 16 using the pump 20.

Согласно изобретению, конденсатор 16 физически расположен ниже расширителя 12, а испаритель 10 физически расположен ниже конденсатора 16, так что возможен гравитационный поток жидкого рабочего тела, подаваемого подъемной колонной 24 в расширитель 12 и далее вниз от расширителя 12 к конденсатору 16 и от конденсатора 16 к испарителю 10. Термин «ниже» не требует, чтобы все части конденсатора/испарителя находились ниже. Это означает, что на более низком уровне находятся основные части конденсатора/испарителя. Этот термин следует понимать в контексте требования о создании гравитационного потока жидкой фракции рабочего тела. В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере самая нижняя часть входного отверстия для текучей среды конденсатора 16 физически расположена ниже самой нижней части 12′ вращающихся активных частей 12′′ расширителя 12, как это схематически показано на фиг. 2, в то время как самая нижняя часть входного отверстия для текучей среды испарителя 10 физически расположена ниже самой нижней части выходного отверстия для текучей среды конденсатора 16, причем выходное отверстие 22 для текучей среды испарителя 10 соединено с входным отверстием 23 для текучей среды расширителя 12 с помощью, так называемой, подъемной колонны 24.According to the invention, the condenser 16 is physically located below the expander 12, and the evaporator 10 is physically located below the condenser 16, so that the gravitational flow of the liquid working fluid supplied by the lifting column 24 to the expander 12 and further down from the expander 12 to the condenser 16 and from the condenser 16 to evaporator 10. The term “below” does not require all parts of the condenser / evaporator to be lower. This means that at a lower level are the main parts of the condenser / evaporator. This term should be understood in the context of the requirement to create a gravitational flow of the liquid fraction of the working fluid. In a preferred embodiment of the invention, at least the lowermost part of the fluid inlet of the condenser 16 is physically located below the lowest part 12 ′ of the rotating active parts 12 ″ of the expander 12, as shown schematically in FIG. 2, while the lowermost part of the fluid inlet port of the evaporator 10 is physically located below the lowest part of the fluid outlet of the condenser 16, and the fluid outlet 22 of the evaporator 10 is connected to the fluid inlet 23 of the expander 12 s using the so-called lifting column 24.

ОЦР 8 согласно изобретению сконструирован таким образом, что в нормальных условиях работы испаритель 10 полностью заполнен кипящим рабочим телом, а подъемная колонна заполнена на всю свою высоту рабочим телом в виде смеси его жидкой формы и в форме газовых пузырьков. Эта смесь подается во входное отверстие 23 для текучей среды расширителя 12 через согнутый участок 24′ подъемной колонны 24, причем этот согнутый участок 24′ проходит по меньшей мере частично выше самой нижней части входного отверстия 23 для текучей среды расширителя 12.The OCR 8 according to the invention is designed in such a way that under normal operating conditions the evaporator 10 is completely filled with a boiling working fluid, and the lifting column is filled to its entire height with a working fluid in the form of a mixture of its liquid form and in the form of gas bubbles. This mixture is fed into the fluid inlet 23 of the expander 12 through the bent portion 24 ′ of the lifting column 24, this bent portion 24 ′ extending at least partially above the lowermost part of the fluid inlet 23 of the expander 12.

Выражение «заполнено кипящим жидким рабочим телом» означает, что созданные при кипении газовые пузырьки не накапливаются в верхней части испарителя 10, и рабочее тело в испарителе 10 не разделяется на жидкую фракцию и на газообразную фракцию, собирающуюся в пространстве над жидкой фракцией, как это происходит в известных ОЦР.The expression "filled with boiling liquid working fluid" means that gas bubbles created during boiling do not accumulate in the upper part of the evaporator 10, and the working fluid in the evaporator 10 is not separated into a liquid fraction and into a gaseous fraction that collects in the space above the liquid fraction, as it happens in famous croc.

Нормальная работа ОЦР 8 согласно изобретению заключается в том, что рабочее тело доводится до кипения в испарителе 10 под воздействием тепла сжатых газов, которые при этом охлаждаются.The normal operation of the OCR 8 according to the invention is that the working fluid is brought to a boil in the evaporator 10 under the influence of heat of compressed gases, which are cooled.

Жидкостной насос 15 выполнен с возможностью подачи в испаритель 10 большего количества рабочего тела, чем может испаряться теплом сжатого газа, чтобы обеспечить полное заполнение испарителя кипящей жидкостью для максимальной рекуперации тепла сжатого газа. Находящаяся в подъемной колонне 24 смесь газовых пузырьков рабочего тела и рабочего тела в жидкой форме, схематично показанная на фиг. 2, транспортируется к входному отверстию 23 расширителя 12, который, выбран из таких типов расширителей, которые способны работать с такой двухфазной смесью.The liquid pump 15 is configured to supply to the evaporator 10 a larger amount of the working fluid than can be evaporated by the heat of compressed gas to ensure that the evaporator is completely filled with boiling liquid for maximum heat recovery of the compressed gas. The mixture of gas bubbles of the working fluid and the working fluid in liquid form located in the lifting column 24, shown schematically in FIG. 2, is transported to the inlet 23 of the expander 12, which is selected from those types of expanders that are capable of working with such a two-phase mixture.

Согнутый участок 24′ должен располагаться на том же или более высоком уровне, чем входное отверстие 23 для текучей среды расширителя, чтобы жидкость, поступающая с газовыми пузырьками через подъемную колонну 24, протекала по изгибу 24′ и падала вниз под воздействием силы тяжести через расширитель 12 в конденсатор 16, откуда она снова подается в испаритель 10 по трубопроводу 25 контура 14, соединяющему конденсатор 16 с испарителем 10.The bent portion 24 ′ must be at the same or higher level than the expander’s fluid inlet 23 so that fluid entering the gas bubbles through the riser 24 flows through the bend 24 ′ and falls down due to gravity through the expander 12 in the condenser 16, from where it is again supplied to the evaporator 10 through a pipe 25 of the circuit 14 connecting the condenser 16 with the evaporator 10.

Газовые пузырьки, образующиеся в испарителе 10, будут стремиться подняться вверх как в подъемной колонне 24, так и в трубопроводе 25, но будут выбирать путь наименьшего сопротивления, который проходит через колонну 24.Gas bubbles generated in the evaporator 10 will tend to rise upward both in the lifting column 24 and in the pipe 25, but will choose the path of least resistance that passes through the column 24.

Таким образом, подъемной колонной 24 создается эффект самоциркуляции, помогающий рабочему телу циркулировать в контуре 14.Thus, the lifting column 24 creates the effect of self-circulation, helping the working fluid to circulate in the circuit 14.

Даже когда жидкостной насос 15 или расширитель 12 заблокированы, ОЦР продолжает обеспечивать циркуляцию рабочего тела в контуре 14 под действием силы тяжести, обеспечивая тем самым достаточное охлаждение сжатого газа в испарителе 10, чтобы избежать возникновения опасных условий, когда жидкостной насос 15 или расширитель 12 не работают.Even when the liquid pump 15 or expander 12 is blocked, the OCR continues to circulate the working fluid in the circuit 14 under the action of gravity, thereby ensuring sufficient cooling of the compressed gas in the evaporator 10 to avoid dangerous conditions when the liquid pump 15 or expander 12 are not working .

Ясно, что ОЦР 8 согласно изобретению может также использоваться не только для охлаждения сжатого газа, но и для охлаждения дымовых газов, пара и т.д. It is clear that the OCR 8 according to the invention can also be used not only for cooling compressed gas, but also for cooling flue gases, steam, etc.

Охлаждение конденсатора 16 может реализовываться способами, отличными от способа, соответствующего примеру, показанному на фиг. 1, например, путем продувки окружающего воздуха через конденсатор 16 с помощью вентилятора или т.п. The cooling of the condenser 16 may be implemented by methods other than the method corresponding to the example shown in FIG. 1, for example, by blowing ambient air through a condenser 16 using a fan or the like.

Расширитель 12 может быть любого типа, способного генерировать механическую энергию путем расширения подаваемой двухфазной текучей среды, предпочтительно объемным расширителем, таким как винтовой расширитель или механический цилиндр или тому подобное, который может принимать смесь жидкого и газообразного рабочего тела.The expander 12 may be of any type capable of generating mechanical energy by expanding the supplied two-phase fluid, preferably a volume expander, such as a screw expander or mechanical cylinder or the like, which can receive a mixture of a liquid and a gaseous working fluid.

Предпочтительно используется рабочее тело, температура кипения которого ниже 90°С или даже ниже 60°С, в зависимости от температуры имеющегося источника 11 тепла.A working fluid is preferably used, the boiling point of which is below 90 ° C or even below 60 ° C, depending on the temperature of the existing heat source 11.

Примером подходящего органического рабочего тела является 1,1,1,3,3-пентафторпропан. Органическую текучую среду можно смешивать с подходящим смазочным материалом для смазывания по меньшей мере части движущихся элементов ОЦР. Таким образом, подъемная колонна 24 должна проектироваться с такими размерами, чтобы обеспечивались следующие условия:An example of a suitable organic working fluid is 1,1,1,3,3-pentafluoropropane. The organic fluid can be mixed with a suitable lubricant to lubricate at least a portion of the moving elements of the FOC. Thus, the lifting column 24 must be designed with such dimensions that the following conditions are met:

– постоянное соприкосновение поверхности испарителя с жидкостью;- constant contact of the surface of the evaporator with liquid;

– требуемая разность давлений между испарителем и входом расширителя;- the required pressure difference between the evaporator and the inlet of the expander;

– подходящая разность высот между расширителем и конденсатором;- a suitable height difference between the expander and the capacitor;

– подходящая разность высот между конденсатором и жидкостным насосом;- a suitable height difference between the condenser and the liquid pump;

– способность системы преобразования сбросного тепла в энергию работать в качестве тепловой трубы/термосифона, когда расширитель и/или жидкостный насос не работают. - the ability of the waste heat to energy conversion system to function as a heat pipe / thermosiphon when the expander and / or liquid pump are not working.

Следует понимать, что при оценке документов, в которых описаны известные решения в области ОЦР, относительное расположение составляющих компонентов на схемах ОЦР не обязательно соответствует относительному физическому расположению упомянутых компонентов.It should be understood that when evaluating documents that describe well-known solutions in the field of FRO, the relative location of the constituent components in the FRO schemes does not necessarily correspond to the relative physical location of the mentioned components.

На фиг. 3 показан альтернативный вариант выполнения охлаждающей установки, соответствующей изобретению, которая отличается от, показанной на фиг. 1 тем, что контур ОЦР снабжен перепускным каналом 26, соединяющим входное и выходное отверстия 27 и 28 жидкостного насоса 15. Указанный перепускной канал 26 содержит клапан 29, соединенный с элементом 30 управления для поддержания клапана 29 в закрытом состоянии в нормальных условиях работы ОЦР 8 и открывания этого клапана 29 в случае, когда жидкостной насос 15 не работает в силу отказа или по другим причинам. Элемент 30 управления соединен электрическим жгутом 32 с датчиком 31, определяющим, работает жидкостной насос 15, или не работает. In FIG. 3 shows an alternative embodiment of a cooling unit according to the invention, which differs from that shown in FIG. 1 in that the OCR circuit is provided with a bypass channel 26 connecting the inlet and outlet ports 27 and 28 of the liquid pump 15. The specified bypass channel 26 contains a valve 29 connected to the control element 30 to keep the valve 29 closed in normal operation conditions of the OCR 8 and opening this valve 29 when the liquid pump 15 does not work due to failure or for other reasons. The control element 30 is connected by an electric harness 32 to a sensor 31 determining whether the fluid pump 15 is operating or not.

Аналогичным образом, ОЦР, показанный на фиг. 3, снабжен перепускным каналом 33, соединяющим входное и выходное отверстия 23 и 21 расширителя 12 и содержащим клапан 34, соединенный жгутом 32 с элементом 30 управления для поддержания клапана 34 в закрытом состоянии в нормальных условиях работы ОЦР 8 и открывания этого клапана 34 в случае, когда входной сигнал, поступающий от датчика 35 на расширителе 12, свидетельствует о том, что расширитель 12 не работает.Similarly, the CROs shown in FIG. 3, is equipped with a bypass channel 33 connecting the inlet and outlet openings 23 and 21 of the expander 12 and containing a valve 34 connected by a harness 32 to the control element 30 to maintain the valve 34 closed under normal operating conditions of the OCR 8 and to open this valve 34 in case when the input signal from the sensor 35 on the expander 12, indicates that the expander 12 is not working.

Элемент 30 управления может открывать либо только один из перепускных клапанов 29 или 34 в зависимости от того, какой из компонентов (жидкостный насос 15 и расширитель 12) не работает, либо оба клапана 29 и 34 одновременно.The control element 30 can open either only one of the bypass valves 29 or 34, depending on which of the components (liquid pump 15 and expander 12) does not work, or both valves 29 and 34 at the same time.

Точка 36, в которой перепускной канал 34 соединяется с контуром 14 ОЦР со стороны входного отверстия расширителя 12, предпочтительно должна располагаться на более высоком уровне, чем конденсатор 16.The point 36 at which the bypass channel 34 is connected to the FOC circuit 14 from the inlet side of the expander 12 should preferably be at a higher level than the capacitor 16.

Настоящее изобретение не ограничивается описанными в качестве примера и представленными на чертежах вариантами его осуществления, и ОЦР согласно изобретению для преобразования сбросного тепла в механическую энергию и компрессорная установка, использующая такой ОЦР, могут быть реализованы в различных формах без выхода за объем изобретения.The present invention is not limited to the embodiments described by way of example and shown in the drawings, and the OCR according to the invention for converting waste heat into mechanical energy, and a compressor unit using such OCR, can be implemented in various forms without departing from the scope of the invention.

Claims (17)

1. Система с циклом Рэнкина на органическом рабочем теле для преобразования тепла сжатого газа в качестве источника (11) тепла в механическую энергию, содержащая замкнутый контур (14) с двухфазным рабочим телом, причем указанный контур (14) включает в себя жидкостной насос (15) для циркуляции рабочего тела в этом контуре (14) последовательно через испаритель (10), находящийся в тепловом контакте с упомянутым источником (11) тепла, через расширитель (12) для преобразования тепловой энергии рабочего тела в механическую энергию и через конденсатор (16), находящийся в тепловом контакте с охлаждающим элементом (17), отличающаяся тем, что расширитель (12) расположен выше испарителя (10), а выходное отверстие (22) для текучей среды испарителя (10) соединено с входным отверстием (23) для текучей среды расширителя (12) с помощью подъемной колонны (24), заполненной подаваемой в расширитель (12) смесью жидкого рабочего тела и газовых пузырьков рабочего тела, при этом по меньшей мере часть подъемной колонны (24) проходит выше уровня входного отверстия (23) расширителя (12), обеспечивая возможность гравитационного потока жидкого рабочего тела, подаваемого подъемной колонной (24), в расширитель (12), а конденсатор (16) в основном расположен на более низком уровне, чем расширитель (12), обеспечивая возможность гравитационного потока жидкого рабочего тела, подаваемого расширителем (12) в конденсатор (16).1. A system with a Rankine cycle on an organic working fluid for converting the heat of a compressed gas as a heat source (11) into mechanical energy containing a closed loop (14) with a two-phase working fluid, said loop (14) including a liquid pump (15) ) for circulating the working fluid in this circuit (14) sequentially through an evaporator (10) in thermal contact with said heat source (11), through an expander (12) for converting the thermal energy of the working fluid into mechanical energy and through a condenser (16) nah clad in thermal contact with a cooling element (17), characterized in that the expander (12) is located above the evaporator (10), and the outlet (22) for the evaporator fluid (10) is connected to the inlet (23) for the expander fluid (12) using a lifting column (24) filled with a mixture of liquid working fluid and gas bubbles of the working fluid supplied to the expander (12), with at least a portion of the lifting column (24) extending above the level of the inlet (23) of the expander (12) ), providing the possibility of gravitational flow liquid working fluid supplied by the lifting column (24) to the expander (12), and the condenser (16) is mainly located at a lower level than the expander (12), allowing gravity flow of the liquid working fluid supplied by the expander (12) to capacitor (16). 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя часть входного отверстия для жидкости конденсатора (16) расположена ниже нижней части вращающихся активных частей расширителя (12).2. The system according to claim 1, characterized in that the lower part of the inlet for the liquid of the condenser (16) is located below the lower part of the rotating active parts of the expander (12). 3. Система по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что испаритель (10) в основном расположен на более низком уровне, чем конденсатор (16), обеспечивая возможность гравитационного потока жидкого рабочего тела, подаваемого конденсатором (16) в испаритель (10).3. The system according to any one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the evaporator (10) is mainly located at a lower level than the condenser (16), allowing gravitational flow of a liquid working fluid supplied by the condenser (16) to the evaporator (10). 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что нижняя часть входного отверстия для текучей среды испарителя (10) расположена ниже самой нижней части выходного отверстия для текучей среды конденсатора (16).4. The system according to claim 3, characterized in that the lower part of the inlet for the fluid of the evaporator (10) is located below the lowest part of the outlet for the fluid of the condenser (16). 5. Система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что по меньшей мере в некоторых условиях работы испаритель (10) полностью заполнен кипящим рабочим телом, а подъемная колонна (24) заполнена смесью жидкого рабочего тела и газовыми пузырьками рабочего тела, подаваемой в расширитель (12).5. The system according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that, at least in some operating conditions, the evaporator (10) is completely filled with a boiling working fluid, and the lifting column (24) is filled with a mixture of liquid working fluid and gas bubbles of the working fluid supplied to the expander (12). 6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что производительность жидкостного насоса (15) выбрана так, что жидкостным насосом (15) подается больше жидкости, чем может испаряться в испарителе (10).6. The system according to claim 5, characterized in that the performance of the liquid pump (15) is selected so that more liquid is supplied by the liquid pump (15) than can be evaporated in the evaporator (10). 7. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что в случае, когда расширитель (12) и/или жидкостной насос (15) не работают вследствие отказа или по другим причинам, она действует как саморегулирующийся контур, работающий за счет теплового и гравитационного эффектов текучей среды.7. The system according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that in the case when the expander (12) and / or the liquid pump (15) do not work due to failure or for other reasons, it acts as a self-regulating circuit operating due to the thermal and gravitational effects of the fluid. 8. Система по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что ее замкнутый контур (14) снабжен перепускным каналом (26), соединяющим входное и выходное отверстия (27, 28) жидкостного насоса (15) и содержащим клапан (29) с элементом управления для поддержания клапана (29) в закрытом состоянии в нормальных условиях работы системы (8) и открывания клапана (29) в случае, когда жидкостной насос (15) не работает вследствие отказа или по другим причинам.8. The system according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that its closed circuit (14) is equipped with a bypass channel (26) connecting the inlet and outlet (27, 28) of the liquid pump (15) and containing a valve (29) with a control element for maintaining the valve (29 ) in the closed state under normal operating conditions of the system (8) and opening the valve (29) in the case when the liquid pump (15) does not work due to a failure or for other reasons. 9. Система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что замкнутый контур (14) снабжен перепускным каналом (33), соединяющим входное и выходное отверстия (23, 21) расширителя (12) и содержащим клапан (34) с элементом управления (30) для поддержания клапана (34) в закрытом состоянии в нормальных условиях работы системы (8) и открывания клапана (34) в случае, когда расширитель (12) не работает из-за отказа или по другим причинам.9. The system according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the closed circuit (14) is equipped with a bypass channel (33) connecting the inlet and outlet (23, 21) of the expander (12) and containing a valve (34) with a control element (30) to maintain the valve ( 34) in the closed state under normal operating conditions of the system (8) and opening the valve (34) in the case when the expander (12) does not work due to a failure or for other reasons. 10. Система по любому из пп. 5 или 6, отличающаяся тем, что в случае отказа расширителя (12) и/или жидкостного насоса (15) оба клапана (29, 34) открыты.10. The system according to any one of paragraphs. 5 or 6, characterized in that in case of failure of the expander (12) and / or the liquid pump (15), both valves (29, 34) are open. 11. Система по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что расширитель (12) представляет собой расширитель любого типа, подходящего для приема смеси жидкого и газообразного рабочего тела.11. The system according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the expander (12) is an expander of any type suitable for receiving a mixture of liquid and gaseous working fluid. 12. Система по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что расширитель (12) является объемным расширителем (12).12. The system according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that the expander (12) is a volume expander (12). 13. Система по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что расширитель (12) является винтовым расширителем (12).13. The system according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that the expander (12) is a screw expander (12). 14. Система по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что рабочее тело содержит смазку или действует как смазка.14. The system according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that the working fluid contains a lubricant or acts as a lubricant. 15. Система по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что температура кипения рабочего тела ниже 90°C, предпочтительно ниже 60°.15. The system according to any one of paragraphs. 1-14, characterized in that the boiling point of the working fluid is below 90 ° C, preferably below 60 °. 16. Система по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что точка (36), в которой перепускной канал (33) соединен с замкнутым контуром (14) со стороны входного отверстия расширителя (12), находится на более высоком уровне, чем конденсатор (16).16. The system according to any one of paragraphs. 1-15, characterized in that the point (36) at which the bypass channel (33) is connected to the closed loop (14) from the inlet side of the expander (12) is at a higher level than the capacitor (16). 17. Система охлаждения для охлаждения источника сбросного тепла от сжатого газа, содержащая систему с циклом Рэнкина на органическом рабочем теле по любому из пп. 1-16, являющаяся единственным средством охлаждения источника (11) тепла без необходимости использования какого-либо дополнительного внешнего охлаждения даже в условиях неработающего расширителя (12) и/или жидкостного насоса (15).17. A cooling system for cooling a source of waste heat from compressed gas, comprising a system with a Rankine cycle on an organic working fluid according to any one of paragraphs. 1-16, which is the only means of cooling the heat source (11) without the need for any additional external cooling even in the case of an idle expander (12) and / or liquid pump (15).
RU2018112383A 2015-09-08 2016-08-18 Organic rankine cycle for conversion of waste heat of heat source into mechanical energy and cooling system using such cycle RU2701973C1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562215249P 2015-09-08 2015-09-08
US62/215,249 2015-09-08
BE2016/5642A BE1023753B1 (en) 2015-09-08 2016-08-17 ORC TO CREATE WASTE HEAT FROM A HEAT SOURCE IN MECHANICAL ENERGY AND A COOLING SYSTEM USING SUCH A ORC
BEBE2016/5642 2016-08-17
PCT/BE2016/000040 WO2017041147A1 (en) 2015-09-08 2016-08-18 Orc for transforming waste heat from a heat source into mechanical energy and cooling system making use of such an orc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701973C1 true RU2701973C1 (en) 2019-10-02

Family

ID=56800091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018112383A RU2701973C1 (en) 2015-09-08 2016-08-18 Organic rankine cycle for conversion of waste heat of heat source into mechanical energy and cooling system using such cycle

Country Status (2)

Country Link
BE (1) BE1023753B1 (en)
RU (1) RU2701973C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053376C1 (en) * 1993-04-09 1996-01-27 Анатолий Ефремович Булкин Electric power plant
RU27395U1 (en) * 2002-10-23 2003-01-27 Кушин Виктор Владимирович GRAVITY STEAM POWER HYDROPOWER STATION
WO2008068491A2 (en) * 2006-12-05 2008-06-12 Pera Innovation Ltd Generation of electricity
US8733103B2 (en) * 2011-12-08 2014-05-27 Gaspar Pablo Paya Diaz Thermal energy conversion plant
US20150013338A1 (en) * 2012-01-18 2015-01-15 IFP Energies Nouvelles Device for controlling a working fluid in a closed circuit operating according to the rankine cycle, and method using said device
EP2865854A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Orcan Energy GmbH Device and method for reliable starting of ORC systems

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR777778A (en) * 1934-08-28 1935-02-28 Installation for the production of motive power
FR1010036A (en) * 1948-07-23 1952-06-06 Method for using the heat of the earth
US3938335A (en) * 1973-07-30 1976-02-17 Marwick Edward F Heat engines
JPS57148011A (en) * 1981-03-09 1982-09-13 Koji Akagawa Motive power generator employing low-temperature energy source for natural circulating force
AT503167B1 (en) * 2006-02-06 2007-10-15 Siegfried Prugner Device for converting thermal energy in flowing force and further into motion or electrical energy, has two containers, in which both containers are partly filled with fluid
US20090249779A1 (en) * 2006-06-12 2009-10-08 Daw Shien Scientific Research & Development, Inc. Efficient vapor (steam) engine/pump in a closed system used at low temperatures as a better stirling heat engine/refrigerator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053376C1 (en) * 1993-04-09 1996-01-27 Анатолий Ефремович Булкин Electric power plant
RU27395U1 (en) * 2002-10-23 2003-01-27 Кушин Виктор Владимирович GRAVITY STEAM POWER HYDROPOWER STATION
WO2008068491A2 (en) * 2006-12-05 2008-06-12 Pera Innovation Ltd Generation of electricity
US8733103B2 (en) * 2011-12-08 2014-05-27 Gaspar Pablo Paya Diaz Thermal energy conversion plant
US20150013338A1 (en) * 2012-01-18 2015-01-15 IFP Energies Nouvelles Device for controlling a working fluid in a closed circuit operating according to the rankine cycle, and method using said device
EP2865854A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Orcan Energy GmbH Device and method for reliable starting of ORC systems

Also Published As

Publication number Publication date
BE1023753A1 (en) 2017-07-11
BE1023753B1 (en) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108474272B (en) ORC for converting waste heat from a heat source into mechanical energy and cooling system employing the same
CA2820606C (en) Parallel cycle heat engines
US8869531B2 (en) Heat engines with cascade cycles
US8857186B2 (en) Heat engine cycles for high ambient conditions
CN104185717B (en) For reclaiming the system and method for used heat from double; two thermals source
Novotny et al. Absorption power cycles for low‐temperature heat sources using aqueous salt solutions as working fluids
WO2012074940A2 (en) Heat engines with cascade cycles
JP6321569B2 (en) Power generator
JP2016151191A (en) Power generation system
JP2017072124A (en) Exhaust heat recovery system
US10408092B2 (en) Heat exchanger, energy recovery system, and vessel
JP5713824B2 (en) Power generation system
RU2701973C1 (en) Organic rankine cycle for conversion of waste heat of heat source into mechanical energy and cooling system using such cycle
US9540961B2 (en) Heat sources for thermal cycles
Becquin et al. Comparative performance of advanced power cycles for low-temperature heat sources
JP2014227881A (en) Power generation device
JP6603520B2 (en) Lubrication method in Rankine cycle equipment
Kaypakoglu et al. An evaluation of single flash power plants with ORC bottoming units at high NCG content
RU2575674C2 (en) Heat engines with parallel cycle
NO342899B1 (en) System adapted for heating a mixed hydrocarbon wellstream and a method for heating a mixed hydrocarbon wellstream