RU2012119769A

RU2012119769A - Комбинированная тепловая система с замкнутым контуром для рекуперации отработанного тепла и способ ее эксплуатации

Info

Publication number: RU2012119769A
Application number: RU2012119769/06A
Authority: RU
Inventors: Мэттью Александер ЛЕХАР
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2013-12-27
Also published as: CN102695860B; BR112012011468A2; CN102695860A; AU2010318683A1; MX2012005670A; WO2011059563A2; CA2780988A1; CA2780988C; EP2510206B1; US20110113780A1; US8490397B2; EP2510206A2; BR112012011468B1; RU2551458C2; AU2010318683B2; WO2011059563A3

Abstract

1. Система рекуперации отработанного тепла, включающая:систему цикла Брайтона, содержащую нагреватель, предназначенный для циркуляции пара диоксида углерода, при теплообмене с горячей текучей средой, для нагревания пара диоксида углерода исистему цикла Ренкина, соединенную с системой цикла Брайтона и предназначенную для циркуляции рабочего тела, при теплообмене с паром диоксида углерода, для нагревания рабочего тела.2. Система по п.1, где система цикла Брайтона включает первую турбину, соединенную с нагревателем и предназначенную для расширения пара диоксида углерода.3. Система по п.2, где система цикла Брайтона включает первый генератор, соединенный с первой турбиной и предназначенный для генерирования электроэнергии.4. Система по п.2, где система цикла Ренкина включает первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник, причем пар диоксида углерода из первой турбины циркулирует, при теплообмене с парообразным рабочим телом, последовательно через первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник для нагревания рабочего тела.5. Система по п.4, где система цикла Брайтона включает холодильник, предназначенный для охлаждения пара диоксида углерода, подаваемого через первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник.6. Система по п.5, где система цикла Брайтона включает компрессор, предназначенный для сжатия пара диоксида углерода, подаваемого через холодильник.7. Система по п.6, где система цикла Ренкина включает четвертый теплообменник, предназначенный для циркуляции парообразного рабочего тела при теплообмене с паром диоксида углерода, подаваемым из компрес�

Claims

1. Система рекуперации отработанного тепла, включающая:

систему цикла Брайтона, содержащую нагреватель, предназначенный для циркуляции пара диоксида углерода, при теплообмене с горячей текучей средой, для нагревания пара диоксида углерода и

систему цикла Ренкина, соединенную с системой цикла Брайтона и предназначенную для циркуляции рабочего тела, при теплообмене с паром диоксида углерода, для нагревания рабочего тела.

2. Система по п.1, где система цикла Брайтона включает первую турбину, соединенную с нагревателем и предназначенную для расширения пара диоксида углерода.

3. Система по п.2, где система цикла Брайтона включает первый генератор, соединенный с первой турбиной и предназначенный для генерирования электроэнергии.

4. Система по п.2, где система цикла Ренкина включает первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник, причем пар диоксида углерода из первой турбины циркулирует, при теплообмене с парообразным рабочим телом, последовательно через первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник для нагревания рабочего тела.

5. Система по п.4, где система цикла Брайтона включает холодильник, предназначенный для охлаждения пара диоксида углерода, подаваемого через первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник.

6. Система по п.5, где система цикла Брайтона включает компрессор, предназначенный для сжатия пара диоксида углерода, подаваемого через холодильник.

7. Система по п.6, где система цикла Ренкина включает четвертый теплообменник, предназначенный для циркуляции парообразного рабочего тела при теплообмене с паром диоксида углерода, подаваемым из компрессора, для нагревания рабочего тела.

8. Система по п.6, где система цикла Ренкина включает вторую турбину, предназначенную для расширения парообразного рабочего тела, подаваемого из четвертого теплообменника через первый теплообменник.

9. Система по п.8, где система цикла Ренкина включает второй генератор, соединенный со второй турбиной и предназначенный для генерирования электроэнергии.

10. Система по п.8, где система цикла Ренкина включает конденсатор, предназначенный для конденсации парообразного рабочего тела, подаваемого из второй турбины через третий теплообменник.

11. Система по п.10, где система цикла Ренкина включает насос, предназначенный для повышения давления и подачи конденсированного рабочего тела из конденсатора в третий теплообменник для испарения конденсированного рабочего тела.

12. Система по п.11, где система цикла Ренкина включает устройство для разделения потока, обеспечивающее подачу одной части парообразного рабочего тела из третьего теплообменника в четвертый теплообменник и другой части парообразного рабочего тела из третьего теплообменника в точку выше по потоку относительно первого теплообменника; при этом другую часть парообразного рабочего тела из третьего теплообменника смешивают с парообразным рабочим телом, подаваемым из четвертого теплообменника в первый теплообменник.

13. Система по п.1, в которой рабочее тело включает углеводород.

14. Способ, включающий:

обеспечение циркуляции пара диоксида углерода, при теплообмене с горячей текучей средой, через нагреватель системы цикла Брайтона для нагревания пара диоксида углерода и

обеспечение циркуляции парообразного рабочего тела, при теплообмене с паром диоксида углерода, через систему цикла Ренкина, соединенную с системой цикла Брайтона, для нагревания парообразного рабочего тела.

15. Способ по п.14, дополнительно включающий расширение пара диоксида углерода посредством первой турбины, соединенной с нагревателем системы цикла Брайтона.

16. Способ по п.15, дополнительно включающий генерирование электроэнергии посредством первого генератора, соединенного с первой турбиной системы цикла Брайтона.

17. Способ по п.15, дополнительно включающий обеспечение циркуляции пара диоксида углерода из первой турбины, при теплообмене с парообразным рабочим телом, последовательно через первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник системы цикла Ренкина для нагревания парообразного рабочего тела.

18. Способ по п.17, дополнительно включающий охлаждения пара диоксида углерода, подаваемого через первый теплообменник, второй теплообменник и третий теплообменник, посредством холодильника системы цикла Брайтона.

19. Способ по п.18, дополнительно включающий сжатие пара диоксида углерода, подаваемого через холодильник, посредством компрессора системы цикла Брайтона.

20. Способ по п.19, дополнительно включающий обеспечение циркуляции парообразного рабочего тела, при теплообмене с паром диоксида углерода, подаваемым из компрессора, через четвертый теплообменник системы цикла Ренкина, для нагревания парообразного рабочего тела.

21. Способ по п.20, дополнительно включающий расширение парообразного рабочего тела, подаваемого через четвертый теплообменник, первый теплообменник, с помощью второй турбины системы цикла Ренкина.

22. Способ по п.21, дополнительно включающий генерирование электроэнергии с помощью второго генератора, соединенного со второй турбиной системы цикла Ренкина.

23. Способ по п.21, дополнительно включающий конденсацию парообразного рабочего тела, подаваемого через вторую турбину, третий теплообменник, с помощью конденсатора системы цикла Ренкина.

24. Способ по п.23, дополнительно включающий повышение давления и подачу конденсированного рабочего тела из конденсатора в третий теплообменник с помощью насоса системы цикла Ренкина.

25. Способ по п.24, дополнительно включающий подачу одной части парообразного рабочего тела из третьего теплообменника в четвертый теплообменник и другой части парообразного рабочего тела из третьего теплообменника в точку выше по потоку относительно первого теплообменника с помощью устройства для разделения потока системы цикла Ренкина.

26. Способ по п.25, дополнительно включающий смешивание части парообразного рабочего тела из третьего теплообменника с парообразным рабочим телом, подаваемым из четвертого теплообменника в первый теплообменник.

27. Система рекуперации отработанного тепла, включающая:

систему цикла Брайтона, включающую нагреватель, предназначенный для циркуляции пара диоксида углерода, при теплообмене с горячей текучей средой из источника тепла, для нагревания пара диоксида углерода и

28. Система по п.27, где система цикла Брайтона включает турбину, соединенную с нагревателем и предназначенную для расширения пара диоксида углерода.

29. Система по п.28, где система цикла Ренкина включает теплообменники, причем пар диоксида углерода из турбины циркулирует, при теплообмене с парообразным рабочим телом, последовательно через теплообменники для нагревания рабочего тела.

30. Система по п.29, где система цикла Брайтона включает холодильник, предназначенный для охлаждения пара диоксида углерода, подаваемого через теплообменники.

31. Система по п.30, где система цикла Брайтона включает многоступенчатый компрессор, предназначенный для сжатия пара диоксида углерода, подаваемого через холодильник.

32. Система по п.31, где система цикла Брайтона включает промежуточный охладитель, расположенный между первой ступенью компрессора и второй ступенью компрессора и предназначенный для охлаждения пара диоксида углерода, подаваемого из первой ступени компрессора на вторую ступень компрессора.

33. Система по п.27, в которой нагреватель дополнительно предназначен для циркуляции горячей текучей среды, при теплообмене с парообразным рабочим телом, для нагревания рабочего тела.