JP7658622B2 - Rankine cycle system and Rankine cycle method - Google Patents
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Description
本発明は、発電システム分野のランキンサイクルシステム(Rankin cycle system)およびランキンサイクル方法に関する。 The present invention relates to a Rankine cycle system and a Rankine cycle method in the field of power generation systems.
工業生産において、一部の燃焼機関の排気温度は比較的高い場合が多い。排気の高位熱源を更に利用するため、燃焼機関の下層に蒸気ランキンサイクルを組み合わせることで、効率的なコンバインドサイクル発電を実現するのが一般的である。従来の蒸気ランキンサイクルは、下記4つのプロセスを有する。 In industrial production, the exhaust temperature of some combustion engines is often relatively high. To further utilize the high-level heat source of the exhaust, it is common to achieve efficient combined cycle power generation by combining a steam Rankine cycle with the lower layer of the combustion engine. A conventional steam Rankine cycle has the following four processes:
水が、ボイラー内で加熱されて蒸気になる加熱プロセス。当該加熱プロセスは、定圧可逆吸熱プロセスであることが理想的である。 A heating process in which water is heated to steam in a boiler. Ideally, the heating process is a constant pressure reversible endothermic process.
蒸気が、蒸気タービンにおいて膨張する稼働プロセス。当該稼働プロセスは、可逆断熱膨張プロセス、すなわち等エントロピー膨張プロセスであることが理想的である。 The operating process in which steam expands in a steam turbine. Ideally, the operating process is a reversible adiabatic expansion process, i.e. an isentropic expansion process.
蒸気が、凝縮器において冷却され飽和水となる冷却プロセス。当該冷却プロセスは、可逆定圧冷却プロセスであることが理想的である。 A cooling process in which steam is cooled to saturated water in a condenser. Ideally, the cooling process is a reversible constant pressure cooling process.
水ポンプが昇圧することで、水が圧縮される加圧プロセス。当該加圧プロセスは、可逆断熱圧縮プロセス、すなわち等エントロピー圧縮プロセスであることが理想的である。 A compression process in which water is compressed by increasing the pressure of a water pump. Ideally, this compression process is a reversible adiabatic compression process, i.e. an isentropic compression process.
ここで、カルノーの定理によれば、可逆熱機関の効率は、循環媒体の最高温度および最低温度にのみ関連する。しかしながら、従来の蒸気ランキンサイクルにおいて、水は、加熱プロセスにおいて気体になるまで加熱され、冷却プロセスにおいて周囲の温度に近い液体まで冷却されるため、ランキンサイクルシステムの作業効率が一定程度制限される。そこで、当技術分野において、ランキンサイクルシステムの作業効率をさらに向上させることが、喫緊の課題となっている。 According to Carnot's theorem, the efficiency of a reversible heat engine is related only to the maximum and minimum temperatures of the circulating medium. However, in a conventional steam Rankine cycle, water is heated to a gaseous state in the heating process and cooled to a liquid state close to the ambient temperature in the cooling process, which limits the operating efficiency of the Rankine cycle system to a certain extent. Therefore, it is an urgent task in this technical field to further improve the operating efficiency of the Rankine cycle system.
本発明は、従来技術の上記欠陥に対して、より作業効率の高いランキンサイクルシステムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a Rankine cycle system with higher operating efficiency, addressing the above-mentioned deficiencies of the conventional technology.
当該ランキンサイクルシステムは、ヒーターと、稼働装置と、冷却器と、加圧装置とが順に連通して形成された媒体回路を備え、循環媒体は、媒体回路の内部を循環するように流れており、ヒーターから流出する循環媒体は超臨界状態であり、循環媒体の三重点の温度は0℃未満であり、循環媒体の三重点圧力は標準大気圧より高く、冷却器から流出する循環媒体は飽和液体であり、その温度T1は循環媒体の三重点温度Tglsより0℃~20℃高く、稼働装置から流出する気体循環媒体の圧力P1は循環媒体の温度T1における飽和蒸気圧力と等しい。 The Rankine cycle system includes a medium circuit formed by sequentially connecting a heater, an operating device, a cooler, and a pressurizing device, the circulating medium flows in a circulating manner inside the medium circuit, the circulating medium flowing out of the heater is in a supercritical state, the triple point temperature of the circulating medium is less than 0°C, the triple point pressure of the circulating medium is higher than standard atmospheric pressure, the circulating medium flowing out of the cooler is a saturated liquid, its temperature T1 is 0°C to 20°C higher than the triple point temperature Tgls of the circulating medium, and the pressure P1 of the gaseous circulating medium flowing out of the operating device is equal to the saturated vapor pressure of the circulating medium at temperature T1.
当該技術案によれば、まず、本発明が提供するランキンサイクルシステムにおいて、循環媒体は加熱装置において超臨界状態に達し、循環媒体が超臨界状態にある場合、密度が高く、その膨張による仕事に必要なタービン段数が相対的に少ないので、本発明において、タービンデバイスは従来の蒸気ランキンサイクルにおけるタービン構造よりずっとコンパクトになる。より小さいタービンデバイス体積はより小さい工場面積、よりコンパクトな循環フローに繋がる。 According to the technical solution, firstly, in the Rankine cycle system provided by the present invention, the circulating medium reaches a supercritical state in the heating device, and when the circulating medium is in a supercritical state, its density is high and the number of turbine stages required for the work caused by its expansion is relatively small, so in the present invention, the turbine device is much more compact than the turbine structure in the conventional steam Rankine cycle. The smaller turbine device volume leads to a smaller factory area and a more compact circulating flow.
次に、熱力学的観点から見れば、循環プロセスにおける熱源の温度を向上させることと循環プロセスにおける冷熱源の温度を低下させることで、循環効率をさらに向上させることができる。ただし、温度が三重点より低い場合、定圧冷却により循環媒体が液相領域を通らずに気体から固体へ変化する、凝華を起こす。しかし、固体の循環媒体が流動できないため、ランキンサイクルにおける循環媒体による冷却器によって供給された冷熱源への利用効率は、循環媒体の三重点の温度によって制限されるため、カルノーの定理により、本発明において、循環媒体を、気体を越えた超臨界状態に加熱するとともに、循環媒体を冷却器において三重点よりも若干高い温度(すなわち、三重点0℃-20℃より高い)まで冷却する。この温度に対応する循環媒体飽和蒸気圧力は、最後段の稼働装置の排気圧力である。以上により、ランキンサイクルシステムの作業効率を最大限に高めることができる。さらに、循環媒体の三重点の温度が0℃より低いことで、循環媒体をより低い温度に下げることができ、三重点圧力が標準大気圧より高くなることで、凝縮プロセスにおいて外部デバイスを介して凝縮器内の真空を維持する必要がなく、凝縮器内への空気の漏れも回避する。このように、良質な低温冷熱源を併用することで、熱力学上、循環効率を大幅に向上させることができる。 Next, from a thermodynamic point of view, the circulation efficiency can be further improved by increasing the temperature of the heat source in the circulation process and decreasing the temperature of the cold source in the circulation process. However, if the temperature is lower than the triple point, constant pressure cooling causes the circulating medium to change from gas to solid without passing through the liquid phase region, causing sublimation. However, since the solid circulating medium cannot flow, the utilization efficiency of the circulating medium in the Rankine cycle to the cold source supplied by the cooler is limited by the temperature of the triple point of the circulating medium. Therefore, according to Carnot's theorem, in the present invention, the circulating medium is heated to a supercritical state beyond gas, and is cooled in the cooler to a temperature slightly higher than the triple point (i.e., higher than the triple point of 0°C-20°C). The saturated vapor pressure of the circulating medium corresponding to this temperature is the exhaust pressure of the last operating device. As a result, the operating efficiency of the Rankine cycle system can be maximized. Furthermore, since the triple point temperature of the circulating medium is lower than 0°C, the circulating medium can be lowered to a lower temperature, and since the triple point pressure is higher than standard atmospheric pressure, there is no need to maintain a vacuum in the condenser via an external device during the condensation process, and air leakage into the condenser is also avoided. In this way, by using a good low-temperature cold source in combination, the circulation efficiency can be significantly improved thermodynamically.
当該ランキンサイクルシステムは、再生器をさらに含み、再生器の加熱側入口が稼働装置の媒体出口に連通し、再生器の加熱側出口が冷却器の加熱側入口に連通し、再生器の冷却側入口が加圧装置の媒体出口に連通し、再生器の冷却側出口がヒーターに連通しているのが好ましい。 The Rankine cycle system preferably further includes a regenerator, the heating side inlet of the regenerator being connected to the medium outlet of the operating device, the heating side outlet of the regenerator being connected to the heating side inlet of the cooler, the cooling side inlet of the regenerator being connected to the medium outlet of the pressurizing device, and the cooling side outlet of the regenerator being connected to the heater.
当該技術案によれば、当該ランキンサイクルシステムにおいて、再生器が追加され、稼働装置出口の気体循環媒体が再生器に入って再生器で冷却圧縮された液体循環媒体と熱交換することにより、気体循環媒体は再生器において事前に冷却された後、冷却器に導入されて冷却され、加圧装置により加圧された液体循環媒体は、ヒーターに入る前に再生器において事前に加熱されることにより、稼働装置からの循環媒体の余熱を利用し、ヒーターと冷却器による必要なエネルギーを低減し、ランキンサイクルの作業効率を向上させることができる。 According to this technical proposal, a regenerator is added to the Rankine cycle system, and the gaseous circulating medium at the outlet of the operating device enters the regenerator and exchanges heat with the liquid circulating medium cooled and compressed in the regenerator. The gaseous circulating medium is pre-cooled in the regenerator and then introduced into the cooler where it is cooled, and the liquid circulating medium pressurized by the pressurizing device is pre-heated in the regenerator before entering the heater. This makes it possible to utilize the residual heat of the circulating medium from the operating device, reduce the energy required by the heater and cooler, and improve the operating efficiency of the Rankine cycle.
そのうち、再生器は高温再生器と低温再生器とを備えることが好ましい。高温再生器の加熱側入口は稼働装置の媒体出口に連通し、高温再生器の加熱側出口は低温再生器の加熱側入口に連通し、高温再生器の冷却側出口はヒーターに連通し、高温再生器の冷却側入口は低温再生器の冷却側出口に連通し、低温再生器の冷却側入口は加圧装置の媒体出口に連通し、低温再生器の加熱側出口は冷却器に連通するのは好ましい。 Among them, it is preferable that the regenerator comprises a high-temperature regenerator and a low-temperature regenerator. It is preferable that the heating side inlet of the high-temperature regenerator is connected to the medium outlet of the operating device, the heating side outlet of the high-temperature regenerator is connected to the heating side inlet of the low-temperature regenerator, the cooling side outlet of the high-temperature regenerator is connected to a heater, the cooling side inlet of the high-temperature regenerator is connected to the cooling side outlet of the low-temperature regenerator, the cooling side inlet of the low-temperature regenerator is connected to the medium outlet of the pressurizing device, and the heating side outlet of the low-temperature regenerator is connected to a cooler.
そのうち、ランキンサイクルシステムは、第一三方弁と、第二三方弁と、圧縮機とをさらに備えることが好ましい。第一三方弁は圧縮機出口、低温再生器の冷却側出口、高温再生器の冷却側入口にそれぞれ連通し、第二三方弁は圧縮機入口、低温再生器の加熱側出口、冷却器の加熱側入口にそれぞれ連通するのが好ましい。 Of these, it is preferable that the Rankine cycle system further includes a first three-way valve, a second three-way valve, and a compressor. It is preferable that the first three-way valve communicates with the compressor outlet, the cooling side outlet of the low-temperature regenerator, and the cooling side inlet of the high-temperature regenerator, respectively, and that the second three-way valve communicates with the compressor inlet, the heating side outlet of the low-temperature regenerator, and the heating side inlet of the cooler, respectively.
当該技術案によれば、再生器をさらに高温再生器と低温再生器とに設置することにより、稼働装置から流出した作動媒体の余熱をさらに利用することができる。また、低温再生器から流出した循環媒体を分岐させ、一部が冷却器を通過せずに圧縮機により直接的に圧縮されてから冷却加圧された液体循環媒体と合流した後加熱装置に流すことにより、ランキンサイクルシステムの冷熱源損失を低減し、ランキンサイクルシステムの作業効率をさらに向上させることができる。 According to this technical proposal, by installing additional regenerators in the high-temperature regenerator and the low-temperature regenerator, the residual heat of the working medium flowing out from the operating device can be further utilized. In addition, the circulating medium flowing out from the low-temperature regenerator is branched, and a portion of it is compressed directly by the compressor without passing through the cooler, and then it is combined with the cooled and pressurized liquid circulating medium and then flowed into the heating device, thereby reducing the loss of the cold heat source in the Rankine cycle system and further improving the operating efficiency of the Rankine cycle system.
そのうち、稼働装置は、第一タービンと、第二タービンと、第三タービンと、を備えることが望ましい。第一タービンは、超臨界状態の循環媒体のエンタルピーの値の変化を利用して外部に仕事をし、第二タービンは、第一タービンからの超臨界状態の循環媒体を受け取り、循環媒体の超臨界状態から気体への相転移を利用して外部に仕事をし、第三タービンは、第二タービンからの気体循環媒体を受け取り、気体循環媒体のエンタルピーの値の変化を利用して外部に仕事をするのが好ましい。 Among them, it is preferable that the operating device includes a first turbine, a second turbine, and a third turbine. It is preferable that the first turbine performs work to the outside by utilizing the change in the enthalpy value of the circulating medium in a supercritical state, the second turbine receives the circulating medium in a supercritical state from the first turbine and performs work to the outside by utilizing the phase transition of the circulating medium from the supercritical state to a gas state, and the third turbine receives the gas circulating medium from the second turbine and performs work to the outside by utilizing the change in the enthalpy value of the gas circulating medium.
当該技術案によれば、稼働装置を多段タービンに設置することにより、ヒーターにおいて循環媒体に伝送された熱エネルギーを多段タービンにより機械的エネルギーに十分に変換し、循環システム全体の作業効率を向上させる。そのうち、多段タービンが三段タービンである場合、第一タービン内の循環媒体は超臨界状態に維持され、この時、循環媒体の密度が高く、第一タービンの構造がよりコンパクトになり、循環媒体が第二タービン内でさらに断熱膨張した後、超臨界状態から気体になってから第三タービンに入り、第三タービンにおいて循環媒体の余熱をさらに利用することで、循環システム全体の作業効率を増加させる。 According to this technical solution, by installing the operating device in the multi-stage turbine, the thermal energy transmitted to the circulating medium in the heater is fully converted into mechanical energy by the multi-stage turbine, improving the working efficiency of the entire circulation system. Among them, when the multi-stage turbine is a three-stage turbine, the circulating medium in the first turbine is maintained in a supercritical state, at this time, the density of the circulating medium is high, and the structure of the first turbine is more compact. After the circulating medium further expands adiabatically in the second turbine, it goes from the supercritical state to gas before entering the third turbine, and the residual heat of the circulating medium is further utilized in the third turbine, thereby increasing the working efficiency of the entire circulation system.
そのうち、当該ランキンサイクルシステムの循環媒体はCO2であるのが好ましい。 Among them, the circulating medium of the Rankine cycle system is preferably CO2 .
当該技術案によれば、現在CO2が循環媒体として主に超臨界CO2(S-CO2)ブレイトンサイクルに適用しており、S-CO2ブレイトンサイクルは高温熱源循環効率が高く、圧縮エネルギーの損失が小さく、タービンデバイスの構造がコンパクトでフットプリントが小さく、腐食性が小さいなど多くの利点があり、ガスタービン排ガス余熱による効率的な発電の潜在的な選択肢の1つである。しかし、超臨界CO2(S-CO2)ブレイトンサイクルでは、冷熱源温度がCO2臨界温度(31.1℃)を下回らず、この冷熱源温度は、超臨界CO2(S-CO2)ブレイトンサイクルシステムの作業効率を制限している。 According to this technical solution, currently CO2 is mainly applied to the supercritical CO2 (S- CO2 ) Brayton cycle as the circulating medium, and the S- CO2 Brayton cycle has many advantages such as high high-temperature heat source circulation efficiency, small compression energy loss, compact turbine device structure and small footprint, and low corrosiveness, and is one of the potential options for efficient power generation using residual heat from gas turbine exhaust gas. However, in the supercritical CO2 (S- CO2 ) Brayton cycle, the cold heat source temperature cannot be lowered below the CO2 critical temperature (31.1°C), and this cold heat source temperature limits the working efficiency of the supercritical CO2 (S- CO2 ) Brayton cycle system.
さらに、H2Oの三重点は0.01℃かつ610.75Paであり、その冷却端の温度を0℃以下に低減させることができなく、またH2Oの三重点の圧力が低すぎて(1kPa未満)、開放循環であるため、これを三重点に近い圧力に低下させるには、真空ポンプを用いて抽気して仕事を行う必要があり、循環効率の向上には限界がある。これに対し、CO2の三重点は-56.6℃かつ0.52MPaであり、その冷熱源の温度をより低い温度に低減させることができ、且つ三重点の圧力が大気圧以上にあり、循環形態がクローズド循環で、真空ポンプを用いて真空引きする必要がないことで、循環全体が大気圧以上にあり、循環の低圧部に不凝縮ガスが浸透することを回避する。このように、良質な低温冷熱源を組み合わせて利用した後、熱力学的観点から見れば、循環効率を大幅に向上させることができる。 Furthermore, the triple point of H 2 O is 0.01°C and 610.75 Pa, and the temperature of its cooling end cannot be reduced to below 0°C. Also, the pressure of the triple point of H 2 O is too low (less than 1 kPa), and it is an open circulation, so in order to reduce the pressure close to the triple point, it is necessary to use a vacuum pump to extract and perform work, and there is a limit to improving the circulation efficiency. On the other hand, the triple point of CO 2 is -56.6°C and 0.52 MPa, and the temperature of the cold source can be reduced to a lower temperature, and the pressure of the triple point is above atmospheric pressure, the circulation form is a closed circulation, and there is no need to use a vacuum pump to evacuate, so that the entire circulation is above atmospheric pressure, and the infiltration of non-condensable gases into the low pressure part of the circulation is avoided. In this way, after combining and using good low-temperature cold sources, from a thermodynamic point of view, the circulation efficiency can be greatly improved.
最後に、CO2循環媒体の腐食性はH2O蒸気に比べてかなり弱いため、高温部品の部材に対する耐食要求を大幅に緩和することができる。 Finally, since the corrosiveness of the CO 2 circulating medium is much weaker than that of H 2 O vapor, the corrosion resistance requirements for high-temperature component parts can be significantly relaxed.
そのうち、当該ランキンサイクルシステムは、外部冷熱源と、外部熱源と、有機媒体ランキンサイクル回路とをさらに含み、有機媒体ランキンサイクル回路は、有機媒体ヒーターと有機媒体冷却器とを備え、外部熱源は、前記ヒーターを流れた後、有機媒体ヒーターに入り、外部冷熱源は、冷却器および有機媒体冷却器にそれぞれ連通するのが好ましい。 The Rankine cycle system further includes an external cold heat source, an external heat source, and an organic media Rankine cycle circuit, the organic media Rankine cycle circuit having an organic media heater and an organic media cooler, the external heat source flows through the heater and then enters the organic media heater, and the external cold heat source is preferably connected to the cooler and the organic media cooler, respectively.
当該技術案によれば、ランキンサイクルと有機ランキンサイクルとを結合した循環形態を採用することにより、より高い循環効率を実現することができる。同じ熱源に対して、本発明のコンバインドサイクルシステムを用いる場合の方が、より多くの発電量を実現し、エネルギー利用率を向上させることができる。 According to this technical proposal, by adopting a circulation form that combines a Rankine cycle and an organic Rankine cycle, it is possible to achieve higher circulation efficiency. For the same heat source, when using the combined cycle system of the present invention, it is possible to achieve a greater amount of power generation and improve the energy utilization rate.
そのうち、外部冷熱源の温度は-162℃~0℃であることが好ましい。当該技術案によれば、比較的低温の冷熱源を用いることで、気体循環媒体を迅速に三重点付近まで降温させることができる。また、冷熱源の温度が低いことは、ランキンサイクルシステムの作業効率の向上に有利である。 The temperature of the external cold source is preferably between -162°C and 0°C. According to this technical solution, the temperature of the gas circulation medium can be quickly lowered to near the triple point by using a relatively low-temperature cold source. In addition, a low temperature cold source is advantageous for improving the operating efficiency of the Rankine cycle system.
そのうち、外部熱源はガスユニットであり、外部冷熱源は液化天然ガスであるのが好ましい。 Preferably, the external heat source is a gas unit and the external cold source is liquefied natural gas.
当該技術案によれば、ガスユニットを熱源とし、すなわち、ガスユニットの発生した余分な熱(例えば、高温ヒューム)を再利用する。また、液化天然ガスの冷熱源の温度が-162℃程度であるため、気体循環媒体を迅速に降温し三重点付近の飽和液体とすることができるとともに、冷熱源の温度が低いことは、ランキンサイクルシステムの作業効率の向上に有利である。さらに、液化天然ガスは、冷熱源として冷却器に導入されて循環媒体と熱交換した後、引き続き燃料としてガスユニットに導入することができ、ガスユニットにより発生した余分な熱は、外部熱源としてサイクルに熱を供給することができるため、冷熱源材料を最大限に活用することができる。 According to this technical proposal, the gas unit is used as the heat source, that is, the excess heat (e.g., high-temperature fumes) generated by the gas unit is reused. In addition, since the temperature of the cold heat source of liquefied natural gas is about -162°C, the gas circulation medium can be quickly cooled to a saturated liquid near the triple point, and the low temperature of the cold heat source is advantageous for improving the operating efficiency of the Rankine cycle system. Furthermore, after the liquefied natural gas is introduced into the cooler as a cold heat source and heat exchanged with the circulation medium, it can be introduced into the gas unit as a fuel, and the excess heat generated by the gas unit can be used as an external heat source to supply heat to the cycle, so that the cold heat source material can be utilized to the maximum extent.
以下の具体的な実施例および図面を参照して、本発明について、さらに詳細に説明する。本発明が実現する内容は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて当業者が備える知識の範囲内で行われる様々な変形、変換、組み合わせおよび改良すべてが、本発明の保護範囲に属する。 The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples and drawings. The content realized by the present invention is not limited to the following embodiments, and all of the various modifications, conversions, combinations and improvements made within the scope of knowledge possessed by a person skilled in the art based on the technical concept of the present invention fall within the scope of protection of the present invention.
全体の構成。図1に示すように、本実施形態に係るランキンサイクルシステムは、ヒーター1と、稼働装置2と、再生器5と、冷却器3と、加圧装置4とが順に連通して形成された媒体回路を含む。循環媒体は、媒体回路の内部を循環するように流れており、具体的には、循環媒体の三重点の温度が0℃未満であり、循環媒体の三重点圧力が標準大気圧より高い。循環媒体は、ヒーター1において熱エネルギーを吸収して超臨界流体となり、その後、稼働装置2に流入して膨張し仕事をすることにより、熱エネルギーをより利用されやすい機械的エネルギーに変換する。稼働装置2を通過した気体の循環媒体は、再生器5に入り、循環媒体の余熱を再利用した後、冷却器3に入って降温する。気体循環媒体を循環媒体の三重点温度Tglsより少し高い温度T1(Tgls<T1<Tgls+20℃)の飽和液体で冷却した後、循環媒体は、加圧装置4に入り加圧される。加圧された液体循環媒体は、再生器5に入り、稼働装置の排気の余熱を吸収し、再びヒーター1に入って新しい循環を行う。このようにして、繰り返し熱エネルギーを機械エネルギーに変換する。
Overall configuration. As shown in FIG. 1, the Rankine cycle system according to this embodiment includes a medium circuit formed by sequentially communicating a heater 1, an
なお、本実施形態において、各装置又はデバイスの構造を限定しない。例えば、該稼働装置2は、一部の実施形態において、回転タービンであってもよく、他の実施形態において、該稼働装置2は、伝動ロッドを有するシリンダ装置であってもよい。同様に、本発明の技術案に反しない前提で、本発明における装置又はデバイスに対する簡単な置き換えはいずれも本発明の保護範囲を超えていないものとする。
In this embodiment, the structure of each apparatus or device is not limited. For example, in some embodiments, the
なお、本実施形態において、再生器5は稼働装置2からの余熱を再利用するための装置である。すなわち、本実施形態において、再生器5を追加したランキンサイクルの好ましい態様を例として説明したが、当業者によって認識されるように、本発明に係るランキンサイクルシステムは、再生器を含まず、そのままヒーター1、稼働装置2、冷却器3および加圧装置4によって順次接続されて構成されてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態において、まず、循環媒体の三重点の温度が0℃より低いため、より低温の冷熱源媒体を利用することができる。また、三重点圧力が標準大気圧より高いことにより、凝縮器における真空を維持する必要がなく、省エネでありながら、循環システムへの外気の侵入を回避する。このように、良質な低温冷熱源を組み合わせて利用した後、カルノーの定理により、循環効率を大幅に向上させることができる。 In this embodiment, first, since the triple point temperature of the circulating medium is lower than 0°C, a cold heat source medium with a lower temperature can be used. In addition, since the triple point pressure is higher than standard atmospheric pressure, there is no need to maintain a vacuum in the condenser, which saves energy while preventing outside air from entering the circulation system. In this way, after combining and using high-quality low-temperature cold heat sources, the circulation efficiency can be significantly improved using Carnot's theorem.
次に、循環媒体は、加熱装置において超臨界状態に達するが、循環媒体が超臨界状態にある場合、密度が高く、膨張し仕事を行うのに必要なタービン段数が相対的に少ないため、本実施形態における高圧タービンデバイスは、従来の蒸気ランキンサイクルにおけるタービン構造よりずっとコンパクトになる。より小さなタービンデバイス体積は、より小さな工場面積、よりコンパクトな循環フローに繋がる。 The circulating medium then reaches a supercritical state in the heating device, and since the circulating medium is denser when in a supercritical state and requires relatively fewer turbine stages to expand and perform work, the high pressure turbine device in this embodiment is much more compact than the turbine structure in a conventional steam Rankine cycle. Smaller turbine device volume translates into smaller plant area and more compact circulating flow.
最後に、超臨界状態の循環媒体の温度は気体循環媒体よりも高いため、カルノーの定理によれば、冷却器3が提供する冷熱源が固定である場合、本発明に係るランキンサイクルシステムにおける循環媒体は、より高い初期温度に達することができる。すなわち、本発明におけるランキンサイクルシステムの作業効率が従来よりも高くなる。
Finally, since the temperature of the circulating medium in a supercritical state is higher than that of the gas circulating medium, according to Carnot's theorem, when the cold source provided by the
ここで、当該ランキンサイクルシステムの循環媒体は、CO2であるのが好ましい。 Here, the circulating medium of the Rankine cycle system is preferably CO2 .
本実施形態において、現在、CO2が循環媒体として主に超臨界CO2(S-CO2)ブレイトンサイクルに適用している。S-CO2ブレイトンサイクルは、高温熱源循環効率が高く、圧縮エネルギーの損失が小さく、回転タービンデバイスの構造がコンパクトであり、フットプリントが小さく、腐食性が小さい、などの多くの利点を有し、ガスタービン排ガス余熱による効率的な発電の潜在的な選択肢の1つである。しかし、S-CO2ブレイトンサイクルでは、冷熱源温度がCO2臨界温度(31.1℃)を下回らない。この冷熱源温度がS-CO2ブレイトンサイクルシステムの作業効率を制限している。 In this embodiment, currently, CO2 is mainly applied to the supercritical CO2 (S- CO2 ) Brayton cycle as the circulating medium. The S- CO2 Brayton cycle has many advantages, such as high high-temperature heat source circulation efficiency, small compression energy loss, compact structure of the rotary turbine device, small footprint, and low corrosiveness, and is one of the potential options for efficient power generation using the residual heat of gas turbine exhaust gas. However, in the S- CO2 Brayton cycle, the cold heat source temperature does not fall below the CO2 critical temperature (31.1°C). This cold heat source temperature limits the working efficiency of the S- CO2 Brayton cycle system.
さらに、H2Oの三重点は0.01℃、610.75Paであり、その冷却端温度を0℃以下に低減させることができず、またH2Oの三重点圧力が低すぎて(1kPa未満である)、循環形態は開放循環であるため、三重点に近い圧力に冷却するには真空ポンプを用いて抽気し仕事を行う必要があり、余分なエネルギー消費が増加し、循環効率の向上には限界がある。これに対し、CO2の循環形態はクローズド循環であり、真空ポンプを用いて真空引きする必要がなく、CO2の三重点が-56.6℃、0.52MPaであり、その冷熱源の温度をより低い温度に低減させることができ、かつ三重点圧力が大気圧以上にあり、凝縮器における外部の凝縮性空気の循環内部への浸透を回避する。このように、良質な低温冷熱源を組み合わせて利用した後、熱力学的観点から見れば、循環効率を大幅に向上させることができる。 In addition, the triple point of H 2 O is 0.01°C, 610.75 Pa, and its cooling end temperature cannot be reduced to below 0°C, and the triple point pressure of H 2 O is too low (less than 1 kPa), so the circulation form is open circulation, and therefore, in order to cool it to a pressure close to the triple point, it is necessary to use a vacuum pump to extract air and perform work, which increases extra energy consumption and limits the improvement of circulation efficiency. In contrast, the circulation form of CO 2 is closed circulation, and there is no need to use a vacuum pump to evacuate, and the triple point of CO 2 is -56.6°C, 0.52 MPa, so the temperature of the cold source can be reduced to a lower temperature, and the triple point pressure is above atmospheric pressure, which avoids the penetration of external condensable air into the circulation inside the condenser. In this way, after combining and using good low-temperature cold sources, from a thermodynamic point of view, the circulation efficiency can be greatly improved.
また、CO2循環媒体の腐食性は、H2O蒸気に比べてかなり弱いため、高温部品の部材に対する耐食要求を大幅に緩和することができる。 In addition, since the corrosiveness of the CO 2 circulating medium is considerably weaker than that of H 2 O vapor, the corrosion resistance requirements for high-temperature component members can be significantly relaxed.
最後に、CO2循環媒体の比容積は、H2Oよりはるかに小さいため、稼働デバイスのサイズを大幅に減少させ、工場面積を節約することができる。 Finally, the specific volume of the CO2 circulation medium is much smaller than that of H2O , which can greatly reduce the size of the operating device and save factory area.
以下、本実施形態に係るランキンサイクルの装置についてより詳細に説明する。 The Rankine cycle device according to this embodiment is described in more detail below.
ヒーター。本実施形態において、ヒーター1は、循環媒体を加熱することができる任意の装置であってもよい。具体的には、当該ヒーター1は、外部熱源6を利用して循環媒体を加熱する熱交換器であってもよい。当該熱交換器の一端は、外部熱源6の導入に供し、他端は循環媒体の導入に供することによって、循環媒体は熱交換によって外部熱源6の熱を吸収して昇温し相転移する。よって、後で仕事をすることを容易にする。当該外部熱源6は太陽エネルギー、原子力エネルギーおよび化石燃料などであるのが好ましい。さらに、当該外部熱源6はガスユニットであるのが好ましい。それによりガスユニット内で燃焼した後の高温ヒュームの余熱を再利用し、資源を節約することができる。
Heater. In this embodiment, the heater 1 may be any device capable of heating the circulating medium. Specifically, the heater 1 may be a heat exchanger that uses an
稼働装置2。本実施形態において、稼働装置2は、循環媒体の膨張による仕事を利用して熱エネルギーを機械エネルギーに変換することができる装置、例えば、気体膨張により伝動ロッドを往復運動させるシリンダ構造、又は気体膨張、回転により仕事をする回転タービン構造であってもよい。本実施形態は、稼働装置2が回転タービンであることを例としてさらに説明する。
回転タービンは、第一タービン21と、第二タービン22と、第三タービン23とを含むのが好ましい。第一タービン21は、超臨界状態の循環媒体のエンタルピーの値の変化を利用して外部に仕事をする。第二タービン22は、第一タービン21からの超臨界状態の循環媒体を受け取り、循環媒体の超臨界状態から気体への相転移を利用して外部に、膨張による仕事をする。第三タービン23は、第二タービン22からの気体である循環媒体を受け取り、気体循環媒体のエンタルピーの値の変化を利用して外部に仕事をする。
The rotary turbine preferably includes a
本実施形態において、稼働装置2を多段タービンに設置することにより、ヒーター1において循環媒体に伝送された熱エネルギーを多段タービンにより機械的エネルギーに十分に変換し、循環システム全体の作業効率を向上させる。当業者によって認識されるように、単一又は他の数のタービンを設置しても稼働装置2内で循環媒体により仕事を行うという効果を実現することができる。これらは、本発明の保護範囲を超えていない。ここで、多段タービンが三段タービンである場合、第一タービン21内の循環媒体は、超臨界状態に維持される。この時、循環媒体の密度が高く、第一タービン21の構造がよりコンパクトになり、循環媒体が第二タービン22内でさらに断熱膨張して超臨界状態から気体になってから第三タービン23に入り、第三タービン23において循環媒体の余熱をさらに利用することで、循環システム全体の作業効率を増加させる。
In this embodiment, the operating
再生器5。本実施形態において、再生器5は、冷と熱の2本の流路を有し、2本の流路内の媒体を熱交換する装置であってもよい。具体的には、再生器5の加熱側入口は、稼働装置2の媒体出口に連通し、再生器5の加熱側出口は、冷却器3の加熱側入口に連通し、再生器5の冷却側入口は、加圧装置4の媒体出口に連通し、再生器5の冷却側出口は、前記ヒーター1に連通している。
本実施形態において、稼働装置2の出口の気体循環媒体は、再生器5に入り再生器5で冷却圧縮された液体循環媒体と熱交換することにより、気体循環媒体が再生器5において事前に冷却された後、冷却器3に導入されて冷却される。加圧装置4により加圧された液体循環媒体は、ヒーター1に入る前に再生器5において事前に加熱されることで、稼働装置2からの循環媒体の余熱を利用し、ヒーター1と冷却器3による必要なエネルギーを低減し、ランキンサイクルシステムの作業効率を向上させる。
In this embodiment, the gaseous circulating medium at the outlet of the
さらに、図2に示すように、再生器5は、高温再生器51と低温再生器52と、を含み、高温再生器51の加熱側入口は、稼働装置2の媒体出口に連通し、高温再生器51の加熱側出口は、低温再生器52の加熱側入口に連通し、高温再生器51の冷却側出口は、ヒーター1の冷却側入口に連通し、高温再生器51の冷却側入口は、低温再生器の冷却側出口に連通し、低温再生器52の冷却側入口は、前記加圧装置4の媒体出口に連通している。ランキンサイクルシステムは、第一三方弁91と、第二三方弁92と、圧縮機8とをさらに含み、第一三方弁91は圧縮機8出口、低温再生器52の冷却側出口、高温再生器51の冷却側入口にそれぞれ連通し、第二三方弁92は圧縮機8入口、低温再生器52の加熱側出口、冷却器3の加熱側入口にそれぞれ連通している。
2, the
動作例として、図2に示すランキンサイクルシステムのように、循環媒体はまず、ヒーター1の冷却側入口に入り、ガスユニットの高温排気は、ヒーター1の加熱側入口に入り、2つの気流は、熱交換器において熱交換を行い、降温したヒュームは、熱交換器の加熱側出口から排出され、昇温した循環媒体は、熱交換器の冷却側出口から流出し、引き続き稼働装置2に入り膨張し仕事をする。稼働装置2は、3つのタービンを有し、第一タービン21の出口と第二タービン22の出口の循環媒体は、再びヒーター1に入って昇温した後、第二タービン22、第三タービン23にそれぞれ入り、再び膨張し仕事をする。第三タービン23の出口の循環媒体は高温再生器51の加熱側に入り、高温再生器51の冷却側の循環媒体と熱交換し降温され、一回降温した循環媒体は再び、低温再生器52の加熱側に入り、低温再生器52の冷却側の気流と熱交換し降温され、次に、二回降温した循環媒体は第二三方弁92によって二つに分岐され、主分岐の循環媒体は冷却器3によって液体に冷却され、加圧装置4に入って加圧された後、再び、低温再生器52に入り、復熱、昇温され、副分岐の循環媒体は直接に圧縮機8に入り加圧される。次に、2つ分岐の循環媒体は、第一三方弁91によって合流して一つの気流となり、さらに高温再生器51の冷却側に入って復熱、昇温し、その後、ヒーター1に入って吸熱し、循環プロセスを続ける。
As an example of operation, as shown in the Rankine cycle system in Figure 2, the circulating medium first enters the cooling side inlet of heater 1, the high-temperature exhaust gas from the gas unit enters the heating side inlet of heater 1, the two air flows exchange heat in the heat exchanger, the cooled fumes are discharged from the heating side outlet of the heat exchanger, and the heated circulating medium flows out from the cooling side outlet of the heat exchanger and continues to enter the
本実施形態において、さらに、再生器5を高温再生器51と低温再生器52と、に設置することで、稼働装置2から流出した作動媒体の余熱をさらに利用することができるとともに、低温再生器52から流出した循環媒体を分岐させ、一部が冷却器3を通過せずに圧縮機8によって直接的に圧縮されてから冷却圧縮した液体循環媒体と合流した後加熱装置に流すことで、ランキンサイクルシステムの冷熱源損失を低減し、ランキンサイクルシステムの作業効率をさらに向上させる。
In this embodiment, the
本実施形態において、冷却器3は、循環媒体を冷却することができる任意の装置であってもよい。具体的には、当該冷却器3は、外部冷熱源7によって循環媒体を冷却する熱交換器であってもよく、当該熱交換器の一端は外部冷熱源の導入に供し、他端は循環媒体の導入に供することによって、気体循環媒体は熱交換によって自身の熱が外部冷熱源に吸収され、その三重点付近に降温される。よって、後続の吸熱を容易にする。また、ランキンサイクルの冷却端と加熱端との温度差を高め、循環効率を向上させる。
In this embodiment, the
ここで、外部冷熱源の温度は-162℃~0℃であり、比較的低温の冷熱源を使用すると、気体循環媒体を迅速かつ十分に三重点付近まで降温させることができ、また、冷源温度が低いことはランキンサイクルシステムの作業効率の向上に有利である。外部冷熱源7は液化天然ガスであるのが好ましい。液化天然ガスの冷源温度は-162℃程度であり、ランキンサイクルシステムの作業効率を向上させるのに有利である。また、液化天然ガスは、冷却器3において循環媒体と熱交換した後、引き続き燃料としてガスユニットに導入することができ、生成された高温のヒュームを外部熱源6として使用可能であるため、液化天然ガスという良質な外部冷熱源材料のリサイクルを実現できる。
The temperature of the external cold heat source is -162°C to 0°C. Using a relatively low-temperature cold heat source allows the gas circulation medium to be cooled quickly and sufficiently to near the triple point, and the low cold source temperature is advantageous for improving the operating efficiency of the Rankine cycle system. The external
加圧装置4。本実施形態において、加圧装置4は液体ブースターポンプであってもよい。具体的には、加圧装置4は、冷却器3から流出した、循環媒体の三重点付近の温度の飽和液体循環媒体を加圧するものである。循環媒体の圧力がその三重点に近いため、一次ランキンサイクルシステムにおいて循環媒体が稼働装置2で膨張し仕事を行うことで変換できたエネルギーをできる限り活用する。
図3に示すように、当該ランキンサイクルシステムは有機媒体ランキンサイクル回路をさらに含み、有機媒体ランキンサイクル回路は有機媒体ヒーター1aと有機媒体冷却器3aを含み、外部熱源6はヒーター1を流れた後、有機媒体ヒーター1aに入る。外部冷熱源7は冷却器3および有機媒体冷却器3aに連通しているのが好ましい。
As shown in FIG. 3, the Rankine cycle system further includes an organic media Rankine cycle circuit, which includes an organic media heater 1a and an organic media cooler 3a, and the
さらに、当該有機媒体ランキンサイクルは、上記ランキンサイクルシステムにおける他の装置を含んでもよい。図3に示すように、当該有機媒体ランキンサイクルは、有機媒体稼働装置2a、有機媒体加圧装置4aおよび有機媒体再生器5aをさらに含む。循環媒体の有機媒体ランキンサイクルにおける流れの仕組みは、本発明に係るランキンサイクルシステムの流れの仕組みと一致するため、ここでは説明を省略する。
Furthermore, the organic media Rankine cycle may include other devices in the Rankine cycle system. As shown in FIG. 3, the organic media Rankine cycle further includes an organic
本実施形態において、ランキンサイクルと有機ランキンサイクルとを結合した循環形態を採用することで、より高い循環効率を実現することができる。同じ熱源に対して、本発明のコンバインドサイクルシステムを適用する場合の方が、より多くの発電量を実現し、エネルギー利用率を向上させることができる。 In this embodiment, a circulation form that combines a Rankine cycle and an organic Rankine cycle is adopted, thereby achieving higher circulation efficiency. When the combined cycle system of the present invention is applied to the same heat source, a larger amount of power can be generated and the energy utilization rate can be improved.
なお、本実施形態に係る上記ランキンサイクルシステムに適用されるランキンサイクル方法は、外部熱源6と循環媒体を提供し、前記外部熱源6により前記循環媒体を加熱し超臨界状態に昇温させる加熱ステップと、超臨界状態の循環媒体が外部に仕事をし、循環媒体の三重点圧力に近い気体に変化する稼働ステップと、外部冷熱源7を提供し、前記外部冷熱源7により気体循環媒体を冷却し降温させ、0℃より低いかつ三重点温度に近い飽和液体循環媒体を取得する冷却ステップと、液体循環媒体を加圧する圧縮ステップとを含む。
The Rankine cycle method applied to the Rankine cycle system according to this embodiment includes a heating step of providing an
各実施形態における具体的な技術特徴を適応的に分割または合併することができることは、当業者により認識される。具体的な技術特徴に対する上記分割又は合併によって、技術案が本発明の原理から逸脱することはないため、分割又は合併後の技術案はいずれも本発明の保護範囲内に含まれる。 It will be recognized by those skilled in the art that the specific technical features in each embodiment can be adaptively divided or merged. The division or merging of the specific technical features does not cause the technical solution to deviate from the principles of the present invention, and therefore all divided or merged technical solutions are within the scope of protection of the present invention.
また、「第一」、「第二」のような用語は、単に目的を説明するためのものであり、相対的な重要性を指示又は暗示する、又は指示された技術特徴の数を暗黙的に示すものと理解できない。よって、「第一」、「第二」と限定した特徴は、明示的または暗黙的に1つ以上の該特徴を含んでもよい。本出願の説明において、「複数」は、特に明記しない限り、2つ以上を意味する。 Additionally, terms such as "first" and "second" are for descriptive purposes only and cannot be understood to indicate or imply the relative importance or number of the indicated technical features. Thus, a feature qualified as "first" or "second" may explicitly or implicitly include one or more of that feature. In the description of this application, "plurality" means two or more, unless otherwise specified.
以上、図面に示された複数の実施形態に基づいて本発明の技術案を説明したが、本発明の保護範囲はこれらの具体的な実施形態に限定されないことは当業者にとって明白である。本発明の原理を逸脱しない前提で、当業者は関連の技術特徴に対して同等の変更又は置換を行うことができるが、これらの変更又は置換後の技術案はいずれも本発明の保護範囲内に含まれる。 The technical solution of the present invention has been described above based on several embodiments shown in the drawings, but it is obvious to those skilled in the art that the scope of protection of the present invention is not limited to these specific embodiments. On the premise that it does not deviate from the principle of the present invention, those skilled in the art may make equivalent modifications or substitutions to the relevant technical features, and all such modified or substituted technical solutions are included within the scope of protection of the present invention.
1‥ヒーター、2‥稼働装置、21‥第一タービン、22‥第二タービン、23‥第三タービン、3‥冷却器、4‥加圧装置、5‥再生器、51‥高温再生器、52‥低温再生器、6‥外部熱源、7‥外部冷熱源、8‥圧縮機、91‥第一三方弁、92‥第二三方弁、1a‥有機媒体ヒーター、2a‥有機媒体稼働装置、3a‥有機媒体冷却器、4a‥有機媒体加圧装置、5a‥有機媒体再生器。 1: Heater, 2: Operating device, 21: First turbine, 22: Second turbine, 23: Third turbine, 3: Cooler, 4: Pressurizing device, 5: Regenerator, 51: High temperature regenerator, 52: Low temperature regenerator, 6: External heat source, 7: External cold heat source, 8: Compressor, 91: First three-way valve, 92: Second three-way valve, 1a: Organic media heater, 2a: Organic media operating device, 3a: Organic media cooler, 4a: Organic media pressurizing device, 5a: Organic media regenerator.
Claims (7)
前記稼働装置は、超臨界状態の前記循環媒体のエンタルピーの値の変化を利用して外部に仕事をする第一タービンと、前記第一タービンからの超臨界状態の前記循環媒体を受け取り、前記循環媒体の超臨界状態から気体への相転移を利用して外部に仕事をする第二タービンと、
前記第二タービンから気体である前記循環媒体を受け取り、気体である前記循環媒体のエンタルピーの値の変化を利用して外部に仕事をする第三タービンと、を備え、 前記循環媒体の三重点の温度は、0℃未満であり、 前記循環媒体の三重点圧力は、標準大気圧より高く、
前記ヒーターから流出する前記循環媒体は、超臨界状態であり、
前記稼働装置から流出する前記循環媒体は、気体であり、
前記冷却器から流出する前記循環媒体は、飽和液体であり、 温度T1が、前記循環媒体の三重点温度Tglsより0℃~20℃高く、前記稼働装置から流出する前記循環媒体の圧力P1は、前記循環媒体の温度T1における飽和蒸気圧力と等しい、ことを特徴とするランキンサイクルシステム。 A Rankine cycle system including a medium circuit formed by sequentially communicating a heater, an operating device, a cooler, and a pressurizing device, and a circulating medium flows through the medium circuit,
The operating device includes a first turbine that performs work to the outside by utilizing a change in the enthalpy value of the circulating medium in a supercritical state, and a second turbine that receives the circulating medium in a supercritical state from the first turbine and performs work to the outside by utilizing a phase transition of the circulating medium from a supercritical state to a gas state.
a third turbine that receives the circulating medium, which is a gas, from the second turbine and performs work on an external device by utilizing a change in enthalpy value of the circulating medium, wherein a triple point temperature of the circulating medium is less than 0° C., and a triple point pressure of the circulating medium is higher than standard atmospheric pressure,
the circulating medium exiting the heater is in a supercritical state;
The circulating medium flowing out from the operating device is a gas,
the circulating medium flowing out of the cooler is a saturated liquid, a temperature T1 is 0°C to 20°C higher than a triple point temperature Tgls of the circulating medium, and a pressure P1 of the circulating medium flowing out of the operating device is equal to a saturated vapor pressure of the circulating medium at the temperature T1.
前記媒体回路は、再生器を備え、
前記再生器の加熱側入口は、前記稼働装置の媒体出口に連通し、前記再生器の加熱側出口は、前記冷却器の加熱側入口に連通し、前記再生器の冷却側入口は、前記加圧装置の媒体出口に連通し、前記再生器の冷却側出口は、前記ヒーターに連通する、ことを特徴とするランキンサイクルシステム。 2. The Rankine cycle system according to claim 1,
the medium circuit includes a reproducer;
a heating side inlet of the regenerator connected to a medium outlet of the operating device, a heating side outlet of the regenerator connected to a heating side inlet of the cooler, a cooling side inlet of the regenerator connected to a medium outlet of the pressurizing device, and a cooling side outlet of the regenerator connected to the heater.
前記再生器は、高温再生器と低温再生器と、を備え、
前記高温再生器の加熱側入口は、前記稼働装置の媒体出口に連通し、前記高温再生器の加熱側出口は、前記低温再生器の加熱側入口に連通し、前記高温再生器の冷却側出口は、前記ヒーターに連通し、前記低温再生器の冷却側入口は、前記加圧装置の媒体出口に連通しており、
前記ランキンサイクルシステムは、第一三方弁と、第二三方弁と、圧縮機と、を備えており、
前記第一三方弁は、前記圧縮機出口、前記低温再生器の冷却側出口および、前記高温再生器の冷却側入口にそれぞれ連通し、 前記第二三方弁は前記圧縮機入口、前記低温再生器の加熱側出口および、前記冷却器の加熱側入口にそれぞれ連通していることを特徴とするランキンサイクルシステム。 3. The Rankine cycle system according to claim 2,
The regenerator comprises a high-temperature regenerator and a low-temperature regenerator,
A heating side inlet of the high-temperature generator communicates with a medium outlet of the operating device, a heating side outlet of the high-temperature generator communicates with a heating side inlet of the low-temperature generator, a cooling side outlet of the high-temperature generator communicates with the heater, and a cooling side inlet of the low-temperature generator communicates with a medium outlet of the pressurizing device,
The Rankine cycle system includes a first three-way valve, a second three-way valve, and a compressor,
the first three-way valve is connected to an outlet of the compressor, a cooling side outlet of the low-temperature regenerator, and a cooling side inlet of the high-temperature regenerator, respectively; and the second three-way valve is connected to an inlet of the compressor, a heating side outlet of the low-temperature regenerator, and a heating side inlet of the cooler, respectively.
前記循環媒体はCO2であることを特徴とするランキンサイクルシステム。 The Rankine cycle system according to any one of claims 1 to 3,
The Rankine cycle system is characterized in that the circulating medium is CO2.
前記ランキンサイクルシステムが、外部冷熱源と、外部熱源と、有機媒体ランキンサイクル回路とを備え、
前記有機媒体ランキンサイクル回路は、有機媒体ヒーターと、有機媒体冷却器とを備え、
前記外部熱源が、前記ヒーターを流れた後、前記有機媒体ヒーターに入り、
前記外部冷熱源が、前記冷却器および前記有機媒体冷却器にそれぞれ連通していることを特徴とするランキンサイクルシステム。 The Rankine cycle system according to any one of claims 1 to 3,
The Rankine cycle system includes an external cold source, an external heat source, and an organic media Rankine cycle circuit;
the organic media Rankine cycle circuit includes an organic media heater and an organic media cooler;
the external heat source flows through the heater and then enters the organic media heater;
the external cold source is in communication with the cooler and the organic medium cooler, respectively.
前記外部冷熱源の温度は、-162℃~0℃であることを特徴とするランキンサイクルシステム。 6. The Rankine cycle system according to claim 5,
The Rankine cycle system is characterized in that the temperature of the external cold source is -162°C to 0°C.
前記外部熱源はガスユニットであり、前記外部冷熱源は液化天然ガス貯蔵タンクであることを特徴とするランキンサイクルシステム。 6. The Rankine cycle system according to claim 5,
1. A Rankine cycle system, comprising: a gas unit; and an external cold source that is a liquefied natural gas storage tank.
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