[go: up one dir, main page]

JP2018533688A - 複合サイクルを使用して電力を生成する方法 - Google Patents

複合サイクルを使用して電力を生成する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018533688A
JP2018533688A JP2018524358A JP2018524358A JP2018533688A JP 2018533688 A JP2018533688 A JP 2018533688A JP 2018524358 A JP2018524358 A JP 2018524358A JP 2018524358 A JP2018524358 A JP 2018524358A JP 2018533688 A JP2018533688 A JP 2018533688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waste heat
heat recovery
fluid
recovery fluid
flue gas
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2018524358A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6868022B2 (ja
Inventor
ハサブニス,ヨーゲシ・チャンドラカント
ラガベンドラン,スリーニバス
ジェイン,シェックハー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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 Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of JP2018533688A publication Critical patent/JP2018533688A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6868022B2 publication Critical patent/JP6868022B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants 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

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)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本発明は、燃料が一次電力及び450℃超の排煙温度の排煙流を生成するために燃焼される、第1の電力システムを動作させることと、排煙流に含まれる熱から二次電力を生成するための第2の電力システムを動作させることとを含み、第2の電力システムが廃熱回収熱交換器を備える、複合サイクルを使用して電力を生成する方法を提供する。本方法は、廃熱回収熱交換器を通して排煙流を通過させることと、排煙流から熱を受容するために廃熱回収熱交換器を通して加圧された廃熱回収流体を通過させ、それによって350℃〜500℃の範囲内の温度を有する加圧された蒸気の廃熱回収流体を得ることをさらに含む。廃熱回収流体は、75モル%超のフッ素化ケトンを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、複合サイクルを使用して電力を生成するための方法及びシステム、特に有機ランキンサイクルが第2の電力システムとして使用される複合サイクルに関する。
ガスタービン等の発電所は、燃料を燃焼させることによって電力を生産する。電力は、電気の形状で通常生産される。このことは、第1の(電力)システムとして通常称される。
発電所の効率を高めるために、第1のシステムによって生産された熱排煙から追加の電力を生成するための廃熱回収システム(第2の(電力)システム)を追加することが既知である。第1の及び第2のシステムの組み合わせは、複合サイクルと通常称される。
多くの場合、第1のシステムがブレイトンサイクルで動作するガスタービンであり、第2のシステムが、有機ランキンサイクル(ORC)等のランキンサイクルである。
ランキンサイクルには作動流体として水/蒸気を使用することが既知である。しかしながら、水の使用は、腐食リスクを伴い、腐食防止対策を必要とする。
ガスタービンによって生産された排煙は、450℃超、例えば450℃〜650℃の範囲内の温度を典型的に有し得る。
市販の有機ランキンサイクルは、250℃〜300℃の範囲の温度の熱源を伴う状況用に典型的に制作される。より高い温度において、市販の有機ランキンサイクルの作動流体の安定性及び操作性が問題となる。したがって、市販の有機ランキンサイクルは、作動流体とタービン排煙との間の直接の熱交換を避けるために、中間熱油ループを必要とする。このことは、その効率を減少させ、コストを増加させ、最終的にその投資収益を減少させる。
US2013/0133868は、有機ランキンサイクルを使用する電力を生成のためのシステムを説明する。多くの可能性のあるORC流体が記載されており、該ORC流体は、ペンタン、プロパン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ブタン、フッ化炭化水素、アセトン等のケトン、またはトルエンもしくはチオフェン等の芳香族化合物を含む。
US2005/188697は、多フッ素化エーテル及び多フッ素化ケトン、ならびにそれらの混合物を含むランキンサイクル中の有機作動流体の使用を説明する。
EP1764487は、エネルギ回収用有機ランキンサイクルにおける使用のため、特に最大およそ200℃、好ましくは最大およそ180℃の温度を有する熱源の利用のための有機作動流体の使用を開示する。
US2011/0100009は、発電システムにおいて有機ランキンサイクル(ORC)流体を使用する熱交換を含むシステム及び方法を記載する。システムは、熱排煙を誘導する排気筒内に装着されるように構成された熱交換器を含む。熱交換器は、第1の流体の液体流を受容し、第1の流体の蒸気流を生成するように構成される。熱交換器は、二重管を含むように構成され、第1の流体が二重管の内壁内に配設され、第2の流体が二重管の内壁と外壁との間に配設される。二重管は、作動流体を高温の排煙への直接的曝露から遮蔽するために使用され、作動流体の温度を300℃より下に維持するようにさせる。
廃熱回収の他の実施例は、US2013/0152576、WO2013/103447、及びEP2532845によって提供される。
先行技術に関連付けられた欠点のうちの少なくとも1つを克服することが目的である。
したがって複合サイクルを使用して電力を生成する方法が提供され、本方法は、
燃料が一次電力及び450℃超の排煙温度の排煙流を生成するために燃焼される第1の電力システムを動作させることと、
排煙流に含まれる熱から二次電力を生成するための第2の電力システムを動作させることと、を含み、第2の電力システムが廃熱回収熱交換器を備え、
本方法は、
廃熱回収熱交換器を通して排煙流を通過させることと、
排煙流から熱を受容するために廃熱回収熱交換器を通して加圧された廃熱回収流体を通過させ、それによって350℃〜500℃の範囲内の温度を有する加圧された蒸気の廃熱回収流体を得ることと、をさらに含み、
廃熱回収流体がフッ素化ケトンからなる。
電力を生成するためのシステムがさらに提供され、本システムは、
一次電力及び450℃超の排煙温度の排煙流を生成するために燃料を燃焼するように構成された燃料燃焼ステージを備えている第1の電力システムと、
排煙流に含まれる熱から二次電力を生成するように構成された第2の電力システムであって、第2の電力システムが廃熱回収熱交換器及び廃熱回収流体を備えている、第2の電力システムと、を備え、
廃熱回収熱交換器が、排煙流の少なくとも一部を受容し、搬送するように構成された第1の流体経路、及び廃熱回収流体を受容し、搬送するように構成された第2の流体経路を備え、
第1の流体経路及び第2の流体経路が、熱交換壁によって分離されており、
熱交換壁が、450℃〜650℃の範囲内の排煙温度の排煙流にさらされるのに好適であり、熱交換壁が、350℃〜500℃の範囲内の温度の廃熱回収流体にさらされるのに好適であり、
第2の電力システムに含まれる作動流体が、フッ素化ケトンからなる。
廃熱回収流体は、最大500℃の温度まで温度安定している。温度安定という用語は、分子が温度の影響をうけて分解しないということを示すために使用される。
廃熱回収流体は、フッ素化ケトンから実質的になり、好ましくは4〜6個の炭素原子を伴うフッ素化ケトンからなり、そのうち4〜6個がフッ素化炭素原子である。
最も好ましくは、廃熱回収流体は、実質的にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンからなる。好ましくは、廃熱回収流体は、90モル%超のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オン、好ましくは95モル%超のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オン、より好ましくは98モル%超のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オン、及び最も好ましくは100モル%のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンを含む。
廃熱回収流体は、本質的に純ドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンであってもよく、当業者は純という用語が、事実上到達可能な純度レベル、例えば99モル%超の純度、を示すために使用されるということを理解するであろう。例えば、純ドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンから本質的になる廃熱回収流体は、99モル%超の純度で3Mから得られてもよい。
フッ素化ケトン、特にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンは、例えばランキンサイクルにおいて、450℃を上回る温度にさらされることができるため、廃熱回収流体として使用されることに有利となることができる。
このように、中間熱油ループ等の中間作動流体は、省略されることができ、排煙と作動流体との間の直接の熱交換が可能となる。このことはコストを減少させ、サイクルの効率を高める。
代替的に、フッ素化ケトン、特にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンはまた、中間ループにおいて使用されてもよい。
直接の熱交換という用語は、熱の交換が中間の流体またはサイクル無しで行われるということを示すために本文章中で使用される。直接の熱交換という用語は、熱を交換する流体が混合される、または直接の熱交換器内で行われる際に接触させる(つまり熱を交換するための流体が混合される)ということを示すために使用されるのではない。
廃熱回収流体と排煙流との間の熱交換は、熱がそこを通して伝達される熱交換壁によって流体が分離され続けている、間接熱交換器によって典型的に行われる。
上記で定義されるような、特にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンからなる廃熱回収流体は、比較的高温、すなわち350〜500℃の範囲で、安定していることが見出された。このことは、流体循環の縮小を防止する。
また、上記の見出された廃熱交換流体は、比較的効果的な方法で、すなわち、示された温度範囲において(水使用時の6〜9%と比較して)排煙流から9〜11%の効率で、電力(機械的作用)を生産することも見出された。
さらに、提案された廃熱回収流体は、全金属及び硬質重合体に対して非腐食性である。
廃熱回収流体の地球温暖化係数(GWP)は、オゾン破壊係数に起因して、クロロフルオロカーボン(CFC、またフレオン(Freon)として知られる)等の既知の廃熱回収流体と比較して低い。
本発明のさらなる利点及び詳細は、下記の実施形態の詳細な説明の利益を伴い、及び添付の図面を参照して明らかとなるであろう。
実施形態に従ってシステムを模式的に示す。 代替的な実施形態に従ってシステムを模式的に示す。
本発明は種々の改造及び代替的な形態を受け入れる余地がある一方で、その特定の実施形態が図中に実施例として示され、本明細書で詳細に説明されるであろう。図及びその詳細な説明は、開示された特定の形態に本発明を限定するように意図するものではなく、反対に、本発明は添付の請求項によって定義される範囲内にある全ての改造、同等物、及び代替物を対象にする。
さらに、本発明は特定の実施形態の用語で説明されるはずであるが、本発明の特定の実施形態の種々の要素が、本明細書において開示された全ての実施形態に適用可能であろうということが理解されるであろう。
実施形態に従って、方法及びシステムが提供され、第1及び第2の電力システムが動作し、第2の電力システムは第1の電力システムの排煙流の熱によって給電される。第2の電力システムは廃熱回収熱交換器を備え、それを通して加圧された廃熱回収流体が循環され、廃熱回収流体がフッ素化ケトン、特にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンを含む。
実施形態に従って、第1の電力システムは、ブレイトンサイクルで動作するガスタービンを備える。そのような第1の電力システムによって生産された排煙流は、450℃超、典型的に450℃〜650℃の範囲内の温度を典型的に有する。
実施形態に従って、第2の電力システムを動作させることは、熱機関サイクル、特にランキンサイクルを通して作動流体を循環させることを含む。ランキンサイクルは、熱を電力に変換する効率的な方法である。
廃熱回収流体は、中間伝熱サイクルの一部として廃熱回収熱交換器を通して循環されてもよい。この実施形態は、図2を参照して下記でより詳細に説明されるであろう。
実施形態に従って、熱機関サイクルを通して循環された作動流体は、廃熱回収流体である。かかる実施形態において、廃熱回収熱交換器は、熱機関サイクルの一部である。上記の見出された廃熱回収流体は、450℃超の排煙温度の排煙流にさらされる廃熱回収熱交換器を通して循環されるのに好適である。
実施形態に従って、廃熱回収熱交換器から得られるような加圧された蒸気の廃熱回収流体は、350℃〜500℃の範囲内、好ましくは450℃〜500℃の範囲内の温度を有する。廃熱回収流体は、最大400℃〜500℃の範囲内の温度まで安定しているため、有機ランキンサイクルで使用されることに有利となることができる。
実施形態において、熱機関サイクルはコンデンサを備え、廃熱回収流体は周囲冷却流に凝集され、周囲冷却流が周囲空気流または周囲(海)水流である。作動流体は、コンデンサ内で15℃〜80℃の範囲内の温度まで冷却されてもよい。
廃熱回収流体は、サイクル内で使用されることができ、320℃超、さらに400℃超または450℃超の温度差を経験する。このことは廃熱回収流体を周囲に対して冷却すること、及び廃熱回収流体を450℃超の温度を有する排煙流に対して加熱することを可能にする。
実施形態において、第2の電力システムを動作させることは、ランキンサイクル等の熱機関を通して作動流体として廃熱回収流体を循環させることを含む。ランキンサイクルは、同時に実行される、以下のステップを含む。
1)排煙流から熱を受容するために廃熱回収熱交換器を通して加圧された廃熱回収流体を通過させ、それによって加圧された蒸気の廃熱回収流体を得ること。加圧された蒸気の廃熱回収流体は、350℃〜500℃の範囲内の温度及び40バール超、例えば50バールの圧力を有してもよい。
2)加圧された蒸気の廃熱回収流体を(ターボ)膨張機上で膨張させ、それによって二次電力及び膨張されたより低圧の蒸気の廃熱回収流体を得ること。膨張されたより低圧の蒸気の廃熱回収流体は、3バール未満の圧力、例えば1バール、及び50℃〜150℃の温度、例えば100℃を有してもよい。
3)液体廃熱回収流体を得るためにコンデンサを通して膨張されたより低圧の蒸気の廃熱回収流体を通過させること。液体廃熱回収流体は、3バール未満の圧力、例えば1バール、及び15℃〜100℃の温度、例えば50℃を有してもよい。
4)加圧された液体廃熱回収流体を得るためにポンプを通して液体廃熱回収流体を通過させること。加圧された液体廃熱回収流体は、40バール超の圧力、例えば50バール、及び15℃〜100℃の範囲内の温度を有してもよい。
図1は、発電のためのシステムを模式的に示す。システムは、第1の電力システム1及び第2の電力システム2を備える。
第1の電力システム1は、ここでガスタービンとして模式的に描写された燃料燃焼ステージを含む。ガスタービンは、圧縮機11、燃料チャンバ12、及びタービン13を備える。タービン13は、圧縮機11を駆動し、余剰電力が、一次電力を生成するために発電機等の発生機15に結合されるドライブシャフト14に使用される。
排煙流16は、450℃超の排煙温度で排気装置17を介してタービン13を出る。
図1は、例示的な一次電力システムの模式図を示し、多くの変形が当業者にとって既知であることが理解されるであろう。
図1は、第2の電力システム2をさらに模式的に示す。第2の電力システム2は、排煙流16の熱から二次電力を生成するように構成される。そうするために、第2の電力システム2は、廃熱回収熱交換器21を備える。図1に示される実施形態において、廃熱回収熱交換器21は、排気装置17内に位置決めされる。
廃熱回収熱交換器17は、排煙流16のうちの少なくとも一部を受容し搬送するように構成された第1の流体経路を備える。廃熱回収熱交換器17は、廃熱回収流体を受容し搬送するように構成された第2の流体経路を備える。廃熱回収熱交換器17は、プレート熱交換器を含む、任意の好適な種類であってもよい。
図1に示された実施例に従って、廃熱回収熱交換器17は、シェルアンドチューブ式熱交換器であり、第1の流体経路がシェル側にあり、第2の流体経路がチューブ側にある。
第1及び第2の流体経路は、熱交換壁、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器のチューブを形成する壁によって分離される。
図1は、単一のチューブを示すが、2つ以上のチューブが存在し、各チューブが熱交換壁を形成していることが理解されるであろう。
好ましくは、任意の種類の廃熱回収熱交換器21に関して、熱交換壁は、単一層壁である。熱交換器は、内部冷却設備、中間分離層、二重壁、及び同様のものを備えない。
本明細書で説明され、図1に示されたシステムは、第2の電力システム2によって備えられたサイクル(21、22、23、24、25、26、27、28)内の作動流体を含み、作動流体がフッ素化ケトン、特にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンからなる。
第2の電力システムは、廃熱回収熱交換器21、(ターボ)膨張機23、コンデンサ25、及び導管22、24、26、28によって互いに流体連通している、ポンプ27を備える。かかるサイクルは、ランキンサイクルとして既知である。
熱回収熱交換器21の出口は、第1の導管22を介して膨張機23の入口と流体連通し、膨張機23の出口は、第2の導管24を介してコンデンサ25の入口と流体連通し、コンデンサ25の出口は、第3の導管26を介してポンプ27の入口と流体連通し、ポンプの出口は、第4の導管28を介して廃熱回収熱交換器21の入口と流体連通する。
コンデンサ25は、周囲冷却流61を受容するための周囲入口及び暖められた周囲冷却流62を排出するための周囲出口を備える。
使用中、第1の電力システム1は一次電力及び排煙流16を生成し、一方で第2の電力システム2は上記で説明されたランキンサイクルを通して作動流体として廃熱回収流体を循環させる。膨張機23は、二次電力を生成するために発電機等の二次発生器30に結合されるドライブシャフト29を駆動する。
図2は、代替的な実施形態を模式的に示し、廃熱回収流体は熱機関において作動流体として使用されず、廃熱回収熱交換器21から異なる流体が水/蒸気等の作動流体として循環される熱機関に、熱を伝達するために中間ループ3において使用される。第2の電力システム2は、熱機関及び中間ループ3を備える。
この実施形態に従って、第2の電力システム2を動作させることは、中間ループ3を通して廃熱回収流体(フッ素化ケトン、特にドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンからなる)を循環させること、及びランキンサイクル等の熱機関を通して作動流体を循環させることを含み、熱機関は、熱源熱交換器42及びヒートシンク熱交換器25を備え、本方法が、
廃熱回収熱交換器21を通して排煙流を通過させること、
排煙流から熱を受容するために廃熱回収熱交換器21を通して加圧された廃熱回収流体を通過させ、それによって350℃〜500℃の範囲内の温度を有する加圧された蒸気の廃熱回収流体を得ること、
熱源熱交換器42を通して廃熱回収流体を通過させること、
廃熱回収流体から熱を受容することによって加熱された作動流体を得るために、熱源熱交換器42を通して作動流体を通過させること、とを含む。
図1及び2における同じ参照数値は、同様の構成部品を言及するために使用される。
図2は、廃熱回収流体が循環される中間ループ3を示す。中間ループ3は、廃熱回収熱交換器21、コンデンサ42(熱機関の熱源熱交換器である)、ならびに中間ループ導管41、43、及び45によって接続されているポンプ44を備える。
熱回収熱交換器21の出口は、第1の中間ループ導管41を介してコンデンサ42の入口と流体連通し、コンデンサ25の出口は、第2の中間ループ導管26を介してポンプ44の入口と流体連通し、ポンプ44の出口は、中間ループ第3の導管45を介して廃熱回収熱交換器21の入口と流体連通する。
使用中、第1の電力システム1は一次電力及び排煙流16を生成し、一方で第2の電力システム2は上記で説明された排煙流16から熱機関のコンデンサ(熱源熱交換器42である)を介して熱機関に熱を伝達する中間ループ3を通して廃熱回収流体を循環させる。熱機関において、作動流体は循環され、二次電力を生成するために発電機等の二次発生器30に結合されるドライブシャフト29を駆動する膨張機23を駆動する。
シミュレーション結果
シミュレーション実験を、UniSim Designソフトウエアを使用して実行する。シミュレーションにおいて、図1に示されるような実施形態を、100モル%のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンを含む廃熱回収流体を伴いシミュレートし、廃熱回収流体が100モル%の水を含む同様の実施形態と比較する。下記のパラメータを使用する。
Figure 2018533688
第2の電力システムの効率ηWHRは、生成されたネット電力の排気ガスで利用可能な熱の総量に対する比として計算される:
ηWHR=m(WTE−Wポンプ)/(m排気 排気(Tin 排気−T周囲)、
式中
は、作動流体としての廃熱回収流体の質量流量であり、
TEは、ターボ膨張機23によって行われる作業であり、
ポンプは、ポンプ27によって行われる作業であり、
排気は、排煙流16の質量流量であり、
排気は、排煙流16の熱容量であり、
in 排気は、排煙流16の温度であり、
周囲は、周囲温度である。
上記のパラメータは、上記の表から取られるか、またはシミュレーションの結果としてもたらされるかのどちらかである。
シミュレーションは、100モル%の水の効率が7.50%であることが見出され、一方で100モル%のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンの効率が10.68%であることが見出されることを示す。このためドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンを使用することが、42%の効率の増加という結果をもたらす。
当業者は、多くの改造が本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることを容易に理解するであろう。

Claims (14)

  1. 複合サイクルを使用して電力を生成する方法であって、
    燃料が一次電力及び450℃超の排煙温度の排煙流を生成するために燃焼される第1の電力システムを動作させることと、
    前記排煙流に含まれる前記熱から二次電力を生成するための第2の電力システムを動作させることと、を含み、前記第2の電力システムが廃熱回収熱交換器を備え、
    前記方法は、
    前記廃熱回収熱交換器を通して前記排煙流を通過させることと、
    前記排煙流から熱を受容するために、加圧された廃熱回収流体を前記廃熱回収熱交換器を通して通過させ、それによって350℃〜500℃の範囲内の温度を有する加圧された蒸気の廃熱回収流体を得ることと、をさらに含み、
    前記廃熱回収流体がフッ素化ケトンからなる、方法。
  2. 前記廃熱回収流体が、90モル%超のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オン、好ましくは95モル%超のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オン、より好ましくは98モル%超のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オン、及び最も好ましくは100モル%のドデカフルオロ−2−メチルペンタン−3−オンを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第2の電力システムを動作させることが、熱機関サイクルを通して作動流体を循環させることを含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記熱機関サイクルが、ランキンサイクルである、請求項3に記載の方法。
  5. 前記熱機関サイクルを通して循環された前記作動流体が、前記廃熱回収流体である、請求項3または4に記載の方法。
  6. 前記加圧された蒸気の廃熱回収流体が、400℃〜500℃の範囲、好ましくは450℃〜500℃の範囲内の温度を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記熱機関サイクルが、前記廃熱回収流体が、周囲冷却流に凝集されるコンデンサを備え、前記周囲冷却流が周囲空気流または周囲(海)水流である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記作動流体が、前記コンデンサにおいて15℃〜80℃の範囲内の温度まで冷却される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記第2の電力システムを動作させることが、
    前記排煙流から熱を受容するために前記廃熱回収熱交換器を通して前記加圧された廃熱回収流体を通過させ、それによって350℃〜500℃の範囲内の温度を有する加圧された蒸気の廃熱回収流体を得ることと、
    前記加圧された蒸気の廃熱回収流体を膨張機上で膨張させ、それによって前記二次電力及び膨張されたより低圧の蒸気の廃熱回収流体を得ることと、
    液体廃熱回収流体を得るためにコンデンサを通して前記膨張されたより低圧の蒸気の廃熱回収流体を通過させることと、
    前記加圧された液体廃熱回収流体を得るためにポンプを通して前記液体廃熱回収流体を通過させることと、を同時に行うことによる、ランキンサイクル等の熱機関を通して、前記廃熱回収流体を作動流体として循環させることを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記第2の電力システムを動作させることが、前記二次電力を生成するために、ランキンサイクル等の熱機関を通して作動流体を循環させることを含み、前記熱機関が熱源熱交換器及びヒートシンク熱交換器を備え、
    前記方法が、
    前記熱源熱交換器を通して前記廃熱回収流体を通過させることと、
    前記廃熱回収流体から熱を受容することによって加熱された作動流体を得るために、前記熱源熱交換器を通して前記作動流体を通過させることと、を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 請求項1〜10に記載の方法のうちのいずれか1つにおける、フッ素化ケトンの使用。
  12. 電力を生成するためのシステムであって、前記システムが、
    一次電力及び450℃超の排煙温度の排煙流を生成するために燃料を燃焼するように構成された燃料燃焼ステージを備えている第1の電力システムと、
    前記排煙流に含まれる前記熱から二次電力を生成するように構成された第2の電力システムであって、前記第2の電力システムが廃熱回収熱交換器及び廃熱回収流体を備えている、第2の電力システムと、を備え、
    前記廃熱回収熱交換器が、前記排煙流の少なくとも一部を受容し、搬送するように構成された第1の流体経路及び前記廃熱回収流体を受容し、搬送するように構成された第2の流体経路を備え、
    前記第1の流体経路及び第2の流体経路が、熱交換壁によって分離されており、
    前記熱交換壁が、450℃〜650℃の範囲内の排煙温度の前記排煙流にさらされるのに好適であり、前記熱交換壁が、350℃〜500℃の範囲内の温度の前記廃熱回収流体にさらされるのに好適であり、
    前記第2の電力システムに含まれる前記作動流体が、フッ素化ケトンからなる、システム。
  13. 前記熱交換壁が、単一層壁である、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記システムが、前記廃熱回収熱交換器、膨張機、コンデンサ、及びポンプを備えている、ランキンサイクル等の熱機関をさらに備え、前記コンデンサが前記廃熱回収流体を周囲冷却流に凝集させるように構成されている、請求項12または13に記載のシステム。
JP2018524358A 2015-11-13 2016-11-10 複合サイクルを使用して電力を生成する方法 Expired - Fee Related JP6868022B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN6121/CHE/2015 2015-11-13
IN6121CH2015 2015-11-13
EP16151232 2016-01-14
EP16151232.2 2016-01-14
PCT/EP2016/077225 WO2017081131A1 (en) 2015-11-13 2016-11-10 Method of generating power using a combined cycle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018533688A true JP2018533688A (ja) 2018-11-15
JP6868022B2 JP6868022B2 (ja) 2021-05-12

Family

ID=57256328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018524358A Expired - Fee Related JP6868022B2 (ja) 2015-11-13 2016-11-10 複合サイクルを使用して電力を生成する方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180340452A1 (ja)
EP (1) EP3374605B1 (ja)
JP (1) JP6868022B2 (ja)
CN (1) CN108368751B (ja)
AU (2) AU2016353483A1 (ja)
RU (1) RU2720873C2 (ja)
WO (1) WO2017081131A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723816C1 (ru) * 2019-03-26 2020-06-17 Михаил Алексеевич Калитеевский Установка для утилизации отходов и генерации энергии

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050188697A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Honeywell Corporation Fluorinated ketone and fluorinated ethers as working fluids for thermal energy conversion
US20060037320A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Ralf Richard Hildebrandt Process and device for utilizing waste heat
JP2007520662A (ja) * 2004-02-03 2007-07-26 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 有機ランキンサイクル用流体
US20100095674A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-22 Mcmillan George Erik Vapor powered engine/electric generator
JP2013124666A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Nuovo Pignone Spa 廃熱を回収するための閉サイクルシステム
JP2014074407A (ja) * 2012-10-01 2014-04-24 Nuovo Pignone Srl 機械駆動用途の有機ランキンサイクル
JP2014514488A (ja) * 2011-03-25 2014-06-19 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 有機ランキンサイクル作動流体としてのフッ素化オキシラン及びその使用方法
US20150214701A1 (en) * 2012-10-05 2015-07-30 Thomas Alfred Paul Apparatus Containing A Dielectric Insulation Gas Comprising An Organofluorine Compound

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7428816B2 (en) * 2004-07-16 2008-09-30 Honeywell International Inc. Working fluids for thermal energy conversion of waste heat from fuel cells using Rankine cycle systems
US7225621B2 (en) 2005-03-01 2007-06-05 Ormat Technologies, Inc. Organic working fluids
EP1764487A1 (de) * 2005-09-19 2007-03-21 Solvay Fluor GmbH Arbeitsfluid für einen ORC-Prozess
US20110100009A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Nuovo Pignone S.P.A. Heat Exchanger for Direct Evaporation in Organic Rankine Cycle Systems and Method
IT1397145B1 (it) * 2009-11-30 2013-01-04 Nuovo Pignone Spa Sistema evaporatore diretto e metodo per sistemi a ciclo rankine organico.
US20120000200A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 General Electric Company Inert gas purging system for an orc heat recovery boiler
US20120186253A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 General Electric Company Heat Recovery Steam Generator Boiler Tube Arrangement
JP5875253B2 (ja) * 2011-05-19 2016-03-02 千代田化工建設株式会社 複合発電システム
US9003797B2 (en) * 2011-11-02 2015-04-14 E L Du Pont De Nemours And Company Use of compositions comprising 1,1,1,2,3-pentafluoropropane and optionally Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene in power cycles
US9689281B2 (en) * 2011-12-22 2017-06-27 Nanjing Tica Air-Conditioning Co., Ltd. Hermetic motor cooling for high temperature organic Rankine cycle system
CA2857131C (en) 2012-01-03 2018-09-11 Exxonmobil Upstream Research Company Power generation using non-aqueous solvent

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007520662A (ja) * 2004-02-03 2007-07-26 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 有機ランキンサイクル用流体
US20050188697A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Honeywell Corporation Fluorinated ketone and fluorinated ethers as working fluids for thermal energy conversion
US20060037320A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Ralf Richard Hildebrandt Process and device for utilizing waste heat
US20100095674A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-22 Mcmillan George Erik Vapor powered engine/electric generator
JP2014514488A (ja) * 2011-03-25 2014-06-19 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 有機ランキンサイクル作動流体としてのフッ素化オキシラン及びその使用方法
JP2013124666A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Nuovo Pignone Spa 廃熱を回収するための閉サイクルシステム
JP2014074407A (ja) * 2012-10-01 2014-04-24 Nuovo Pignone Srl 機械駆動用途の有機ランキンサイクル
US20150214701A1 (en) * 2012-10-05 2015-07-30 Thomas Alfred Paul Apparatus Containing A Dielectric Insulation Gas Comprising An Organofluorine Compound

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018120240A3 (ja) 2020-03-05
WO2017081131A1 (en) 2017-05-18
EP3374605B1 (en) 2020-05-06
RU2720873C2 (ru) 2020-05-13
CN108368751B (zh) 2020-09-15
AU2019268076A1 (en) 2019-12-12
US20180340452A1 (en) 2018-11-29
EP3374605A1 (en) 2018-09-19
RU2018120240A (ru) 2019-12-13
JP6868022B2 (ja) 2021-05-12
AU2019268076B2 (en) 2021-03-11
CN108368751A (zh) 2018-08-03
AU2016353483A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7173245B2 (ja) 発電システム
CN103038457B (zh) 直接蒸发器设备和能量回收系统
RU2548524C2 (ru) Испаритель прямого действия, установка для регенерации энергии и способ регенерации энергии
JP2018204015A5 (ja)
JP2011106459A (ja) 統合有機ランキンサイクル装置を備えた複合サイクル発電プラント
CN104185717B (zh) 用于从双热源回收废热的系统和方法
JP2007520662A (ja) 有機ランキンサイクル用流体
JP6819323B2 (ja) 熱サイクル設備
KR20110126056A (ko) 발전 시스템용 터보 팽창기
CN103477071A (zh) 用于聚光太阳能系统的有机朗肯循环
JP2015183597A (ja) 排熱回収システム、これを備えているガスタービンプラント、及び排熱回収方法
KR101247772B1 (ko) 유기 랭킨 사이클을 이용한 선박의 발전장치
JP2593197B2 (ja) 熱エネルギ回収方法、及び熱エネルギ回収装置
JP6868022B2 (ja) 複合サイクルを使用して電力を生成する方法
RU2559655C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2560505C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2560502C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
JP5988320B2 (ja) 発電システム及び発電方法
RU2560622C1 (ru) Способ утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины тепловой электрической станции
JP2004211654A (ja) ガスタービンプラント及びコンバインドプラント
RU2560504C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2569993C2 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2564470C2 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2564748C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2562506C2 (ru) Способ работы тепловой электрической станции

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6868022

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees