从可变温度热源产生动力的方法、设备和热力循环技术

本发明专利技术涉及由可变温度热源产生动力的级联方法，包括：根据超临界有机朗肯循环，使选自全氟化合物(如全氟‑2‑甲基戊烷/全氟正己烷)的主工作流体在主回路(2)中循环，在锅炉(4)中将可变温度热源(9)与主回路(2)的主工作流体操作地联接，以加热和蒸发主工作流体；根据辅助朗肯循环使辅助工作流体在辅助回路(3)中循环；将主朗肯循环的膨胀的主工作流体与辅助朗肯循环的辅助工作流体级联地热联接，以便冷却主工作流体，并且在辅助工作流体在辅助膨胀器(12)中膨胀之前，通过从主朗肯循环到辅助朗肯循环的热传递来加热和蒸发辅助工作流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从可变温度热源产生动力的方法、设备和热力循环
本专利技术涉及用于从可变温度热源产生机械动力和/或电力的方法、设备和级联热力循环。这种类型的方法/设备/循环利用可变温度热源来加热一种或多种工作流体，该热源将热量传递给工作流体，工作流体进行动力传递并在一个或多个膨胀器中膨胀。作为非限制性示例，这些可变温度热源可以是：燃气轮机的烟气、吸热发动机的烟气和热量、带有集油器或盐(液体载液，非蒸气)的太阳能集热器的CSP应用、压缩机的交互制冷热、中冷器冷却热、吸热发动机的机油和夹套、工业废热(钢厂、水泥厂、玻璃厂、石化过程热等)、生物质和废料的燃烧烟气等。
技术介绍
公开文献US7942001示出了利用级联的有机朗肯循环从内燃发动机(例如微型涡轮或往复式发动机)的废热产生动力的系统。组合一对ORC系统，并选择它们各自的有机流体，以使第一有机朗肯循环的有机流体(甲苯)在明显高于第二有机朗肯循环的有机流体(R245fa)的沸点的冷凝温度下冷凝。单个热交换器用作第一朗肯有机循环的冷凝器和第二有机朗肯循环的蒸发器。公开文献US8869531示出了用于从废热中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从可变温度热源产生动力的级联方法，其包括：/n根据主有机超临界朗肯循环，使选自全氟化化合物的主工作流体在主回路(2)中循环，其中所述主工作流体被加热和蒸发、在从属于发电机(11)或机械用户的主膨胀器(5)中膨胀、冷却、冷凝并再次加热和蒸发；/n在锅炉(4)中将可变温度热源(9)操作地联接到主回路(2)的主工作流体，以执行主工作流体的所述加热和蒸发；/n根据辅助朗肯循环，使辅助工作流体在辅助回路(3)中循环，其中所述辅助工作流体被加热和蒸发、在从属于辅助发电机(11；13)或辅助机械用户的辅助膨胀器(12)中膨胀、冷却、冷凝并再次加热和蒸发；/n将主朗肯循环的膨胀的主工作流体热联接到辅助...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171218 IT 1020170001459131.一种从可变温度热源产生动力的级联方法，其包括：
根据主有机超临界朗肯循环，使选自全氟化化合物的主工作流体在主回路(2)中循环，其中所述主工作流体被加热和蒸发、在从属于发电机(11)或机械用户的主膨胀器(5)中膨胀、冷却、冷凝并再次加热和蒸发；
在锅炉(4)中将可变温度热源(9)操作地联接到主回路(2)的主工作流体，以执行主工作流体的所述加热和蒸发；
根据辅助朗肯循环，使辅助工作流体在辅助回路(3)中循环，其中所述辅助工作流体被加热和蒸发、在从属于辅助发电机(11；13)或辅助机械用户的辅助膨胀器(12)中膨胀、冷却、冷凝并再次加热和蒸发；
将主朗肯循环的膨胀的主工作流体热联接到辅助朗肯循环的辅助工作流体，以便冷却主工作流体，并且在辅助工作流体在辅助膨胀器(12)中膨胀之前，通过从所述主朗肯循环到所述辅助朗肯循环的热传递来加热和蒸发所述辅助工作流体。


2.根据权利要求1所述的方法，其中主工作流体在主换热器(6)中被预热。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中主工作流体和辅助工作流体是相同的流体，并且辅助回路(3)是主回路(2)的分支；其中在位于主膨胀器(5)下游和辅助膨胀器(12)上游的第二换热器(19)中进行主工作流体与辅助工作流体的热联接。


4.根据权利要求3所述的方法，其中辅助工作流体在主膨胀器(5)和辅助膨胀器(12)的上游与主工作流体分离，并且在主膨胀器(5)和辅助膨胀器(12)的下游重新连接辅助工作流体和主工作流体。


5.根据从属于权利要求2的权利要求3或4所述的方法，其中辅助工作流体在主换热器(6)中重新连接主工作流体。


6.根据权利要求1或2所述的方法，其中主工作流体和辅助工作流体是流体地分离的；其中设备(1)包括热交换器(17)；其中主工作流体和辅助工作流体在热交换器(17)中热联接。


7.根据权利要求6所述的方法，其中辅助工作流体不同于主工作流体。


8.根据权利要求7的方法，其中辅助工作流体是有机流体，优选地选自：环戊烷、异戊烷、异己烷、己烷、戊烷、R245fa、R1234yf。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中选自全氟化化合物的主工作流体包括：全氟-2-甲基戊烷/全氟正己烷(FlutectmPP1)、全氟甲基环己烷(PP2)、全氟-1,3-二甲基环己烷(PP3)、六氟苯。


10.一种用于从可变温度热源产生动力的级联设备，其包括：
主回路(2)，该主回路包括：
锅炉(4)，该锅炉操作地联接到可变温度热源(9)；
主膨胀器(5)；
主换热器(6)；
主冷凝器(7)；
主泵(8)；
主管道，该主管道将锅炉(4)、主膨胀器(5)、主换热器(6)、主冷凝器(7)和主泵(8)彼此连接；
主工作流体，该主工作流体选自全氟化化合物并在主回路(2)中流动，以实现超临界有机朗肯循环；
至少一个辅助回路(3)，所述至少一个辅助回路热联接到主回路(2)并包括辅助膨胀器(12)；其中辅助工作流体在与离开主膨胀器(5)的主工作流体进行热交换之后进入辅助膨胀器(12)。


11.根据权利要求10所述的设备，其中辅助回路(3)是主回路(2)的分支，并且辅助工作流体是所述主工作流体；其中所述设备(1)还包括第二换热器(19)，该第二换热器位...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·斯帕达奇尼，
申请(专利权)人：艾赛杰国际有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT