[發明專利]廢熱回收的系統和方法

有效

• 申請號: 201480043350.4
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN105637184B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: M·A·勒哈;M·達拉拉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K23/08;F01K23/10;F01K25/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;周心志

提供了一種用于將廢熱轉換成機械能和/或電能的蘭金循環系統。該系統的特征在于一種新穎的構造，其中包括第一工作流體流第一閉環熱能回收循環(1)與包括第二工作流體流的第二閉環熱能回收循環(2)相互作用但不混合。兩個熱能回收循環經由換熱器相互熱作用，第一換熱器(36)配置成將熱量從第一工作流體流傳遞至第二工作流體流，且第二換熱器(37)配置成將熱量從第二工作流體流傳遞至第一工作流體流。在一個或更多個實施例中，蘭金循環系統適合于使用超臨界的二氧化碳作為工作流體。

相關申請

本案是2013年5月30日提交的具有申請號13/905897，13/905923和13/905811的美國專利申請中的每一個的繼續申請，它們中的每一個都通過引用而全部并入本文。

技術領域

本發明涉及用于從消耗燃料的人類活動中產生的廢熱回收能量的系統和方法。具體而言，本發明涉及從利用不足的諸如燃氣渦輪排出氣體的廢熱源回收熱能。

背景技術

人類焚燒燃料的活動在幾世紀以來已經是人類文明發展及其延續的中心特征。然而，燃料可轉換成能量的效率仍是長期存在的問題；因為燃料焚燒時產生的大部分能量不可做有用功且作為廢能量失去，例如廢熱。

蘭金(Rankine)和其它熱回收循環已經創造性地用于回收存在于由燃料的燃燒產生的廢熱中的能量的至少一些，且迄今已經實現了較大的發展。盡管過去已取得成果，但需要進一步加強的蘭金循環廢熱回收系統和方法。

發明內容

在一個實施例中，本發明提供了一種蘭金循環系統，包括：(a)包括第一工作流體流的第一閉環熱能回收循環；(b)包括第二工作流體流的第二閉環熱能回收循環；(c)第一換熱器，其配置成將熱量從第一工作流體流傳遞至第二工作流體流；(d)第二換熱器，其配置成將熱量從第二工作流體流傳遞至第一工作流體流；其中第一閉環熱能回收循環還包括：(i)加熱器，其配置成將熱量從第一含有廢熱的流傳遞至第一工作流體流，以產生汽化的第一工作流體流和第二含有廢熱的流；(ii)第一膨脹器，其配置成接收汽化的第一工作流體流并由此產生機械能和膨脹的第一工作流體流；(iii)第一冷凝器，其配置成冷卻熱耗盡的第一工作流體流并由此產生冷凝的第一工作流體流；以及(iv)泵，其配置成加壓冷凝的第一工作流體流；其中第二閉環熱能回收循環還包括：(v)第二膨脹器，其配置成使汽化的第二工作流體流膨脹并由此產生機械能和膨脹的第二工作流體流；(vi)第二冷凝器，其配置成冷卻熱耗盡的第二工作流體流并由此產生冷凝的第二工作流體流；以及(vii)泵，其配置成加壓冷凝的第二工作流體流；其中第一換熱器配置成產生汽化的第二工作流體流和熱耗盡的第一工作流體；以及其中第二換熱器配置成產生熱增強的第一工作流體流和熱耗盡的第二工作流體流。