Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi i sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową

Podobne dokumenty
PL B1. Układ do zasilania silnika elektrycznego w pojazdach i urządzeniach z napędem hybrydowym spalinowo-elektrycznym

(54)Układ stopniowego podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, zwłaszcza

PL B1. Sposób i układ uzupełniania wodą sieci ciepłowniczej i obiegu cieplnego w elektrociepłowni

PL B1. GRODZICKI ZBIGNIEW, Nadarzyn, PL BUP 24/04. ZBIGNIEW GRODZICKI, Nadarzyn, PL WUP 08/10

(13) B1 PL B1 F01K 17/02. (54) Sposób i układ wymiany ciepła w obiegu cieplnym elektrociepłowni. (73) Uprawniony z patentu:

PL B1. Sposób epoksydacji (1Z,5E,9E)-1,5,9-cyklododekatrienu do 1,2-epoksy-(5Z,9E)-5,9-cyklododekadienu

PL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL ZAWADA MARCIN, Siemianowice Śląskie, PL BUP 09/13

Obszar zastosowań jednoobiegowej podkrytycznej siłowni ORC w elektrowni zasilanej wodą geotermalną z jednego i dwóch źródeł ciepła

Siłownia parowa z wieloźródłowym zasilaniem

PL B1. GULAK JAN, Kielce, PL BUP 13/07. JAN GULAK, Kielce, PL WUP 12/10. rzecz. pat. Fietko-Basa Sylwia

Energetyczna ocena efektywności pracy elektrociepłowni gazowo-parowej z organicznym układem binarnym

(54) Sposób wydzielania zanieczyszczeń organicznych z wody

PL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL BUP 13/13. HENRYK ZAWADA, Siemianowice Śląskie, PL

PL B1. INSTYTUT MASZYN PRZEPŁYWOWYCH IM. ROBERTA SZEWALSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Gdańsk, PL BUP 20/14

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

PL B1. Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła oraz układ wodno-parowy energetycznego kotła

* * * Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1/2018. Sławomir WIŚNIEWSKI 1, Gabriela SOŁTYSIK 1, Władysław NOWAK 1

PL B1. WOJTAŚ JAN, Kaźmierz, PL BUP 25/15. JAN WOJTAŚ, Kaźmierz, PL WUP 01/17 RZECZPOSPOLITA POLSKA

PL B1. OLESZKIEWICZ BŁAŻEJ, Wrocław, PL BUP 09/ WUP 12/16. BŁAŻEJ OLESZKIEWICZ, Wrocław, PL RZECZPOSPOLITA POLSKA

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE, Lublin, PL BUP 19/13

PL B1. ABB Spółka z o.o.,warszawa,pl BUP 03/02. Paweł Mróz,Wrocław,PL WUP 02/08 RZECZPOSPOLITA POLSKA

(2)Data zgłoszenia: (57) Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych,

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

STRESZCZENIE SŁOWA KLUCZOWE. Siłownia ORC, siłownia binarna, czynnik organiczny, siłownia jednoobiegowa, sprawność energetyczna * * *

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 10/18

PL B1. HIKISZ BARTOSZ, Łódź, PL BUP 05/07. BARTOSZ HIKISZ, Łódź, PL WUP 01/16. rzecz. pat.

PL B1. WIJAS PAWEŁ, Kielce, PL BUP 26/06. PAWEŁ WIJAS, Kielce, PL WUP 09/12. rzecz. pat. Wit Flis RZECZPOSPOLITA POLSKA

PL B1. INSTYTUT TECHNOLOGICZNO- PRZYRODNICZY, Falenty, PL BUP 08/13

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

PL B1. Urządzenie do wymuszonego chłodzenia łożysk, zwłaszcza poziomej pompy do hydrotransportu ciężkiego

PL B1 STEFANIAK ZBYSŁAW T. M. A. ZAKŁAD INNOWACJI TECHNICZNYCH, ELBLĄG, PL BUP 02/ WUP 04/10

PL B1. Sposób geotermalnego gospodarowania energią oraz instalacja do geotermalnego odprowadzania energii cieplnej

PL B1. SUROWIEC BOGDAN, Bolszewo, PL BUP 18/13. BOGDAN SUROWIEC, Bolszewo, PL WUP 04/16 RZECZPOSPOLITA POLSKA

PL B1. WOJSKOWY INSTYTUT MEDYCYNY LOTNICZEJ, Warszawa, PL BUP 23/13

PL B1. JODKOWSKI WIESŁAW APLITERM SPÓŁKA CYWILNA, Wrocław, PL SZUMIŁO BOGUSŁAW APLITERM SPÓŁKA CYWILNA, Oborniki Śląskie, PL

OPIS OCHRONNY PL WZORU UŻYTKOWEGO

PL B1. Sposób podgrzewania żarników świetlówki przed zapłonem i układ zasilania świetlówki z podgrzewaniem żarników

PL B1. FLUID SYSTEMS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL BUP 11/18

PL B1. ORZEŁ JERZY FIRMA JERZY ORZEŁ, Zagórze, PL BUP 03/17. JERZY ORZEŁ, Zagórze, PL WUP 02/18

PL B1. Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL BUP 20/10

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 01/12. VIKTOR LOZBIN, Lublin, PL PIOTR BYLICKI, Świdnik, PL

Zagospodarowanie energii odpadowej w energetyce na przykładzie współpracy bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC.

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 02/14. PIOTR OSIŃSKI, Wrocław, PL WUP 10/16. rzecz. pat.

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 19/15

(73) Uprawniony z patentu: (72) (74) Pełnomocnik:

4. SPRZĘGŁA HYDRAULICZNE

(57) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1

(54) (19) PL (11) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY PL B1 F24D 15/04 F25B 30/02. Sprężarkowa pompa ciepła. (73) Uprawniony z patentu:

PL B1. Instytut Automatyki Systemów Energetycznych,Wrocław,PL BUP 26/ WUP 08/09. Barbara Plackowska,Wrocław,PL

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 21/11

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 21/11

KRYTERIA DOBORU SUBSTANCJI NISKOWRZĄCYCH POD KĄTEM MOŻLIWOŚCI ICH WYKORZYSTANIA JAKO CZYNNIKÓW OBIEGOWYCH W ELEKTROWNIACH GEOTERMICZNYCH

PL B1. ZAKŁAD PRODUKCJI AUTOMATYKI SIECIOWEJ SPÓŁKA AKCYJNA W PRZYGÓRZU, Przygórze, PL BUP 23/03

PL B1. Sposób zasilania silników wysokoprężnych mieszanką paliwa gazowego z olejem napędowym. KARŁYK ROMUALD, Tarnowo Podgórne, PL

PL B1. DYNAXO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Popowo, PL BUP 01/11. STANISŁAW SZYLING, Dzierżoniów, PL

PL B1. Turbogenerator tarczowy z elementami magnetycznymi w wirniku, zwłaszcza do elektrowni małej mocy, w tym wodnych i wiatrowych

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/17

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO HAK SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Wrocław, PL BUP 20/14. JACEK RADOMSKI, Wrocław, PL

WPŁYW ODZYSKU CIEPŁA NA DZIAŁANIE URZĄDZENIA CHŁODNICZEGO

PL B1. POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL BUP 13/12. WOJCIECH SADKOWSKI, Kielce, PL KRZYSZTOF LUDWINEK, Kostomłoty, PL

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

PL B1. WONAM SERWIS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Żory, PL BUP 05/12

PL B1. ZAKŁAD MECHANIKI PRZEMYSŁOWEJ ZAMEP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gliwice, PL BUP 17/12

PL B1. Sposób transportu i urządzenie transportujące ładunek w wodzie, zwłaszcza z dużych głębokości

PL B BUP 11/05. Jakóbczak Antoni,Lublin,PL WUP 12/09 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

PL B1. GALISZ WOJCIECH OBRÓBKA I MONTAŻ URZĄDZEŃ DO CELÓW SPORTOWYCH, Jastrzębie Zdrój, PL BUP 08/11

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1 F24B 1/18 ( ) F24F 6/08 ( ) Czogalla Jacek MCJ, Gaszowice, PL BUP 17/09

PL B1. TALARCZYK RYSZARD FIRMA USŁUGOWA NEO-TECH, Wilcza, PL BUP 23/04. RYSZARD TALARCZYK, Wilcza, PL

Wykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji

PL B1. KOTŁY PŁONKA, Osiek, PL BUP 08/11. ZBIGNIEW PŁONKA, Osiek, PL WUP 11/13. rzecz. pat.

PL B1. SOLGAZ SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Dzierżoniów, PL BUP 22/04. STANISŁAW SZYLING, Dzierżoniów, PL

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 16/17

PL B1. Trójfazowy licznik indukcyjny do pomiaru nadwyżki energii biernej powyżej zadanego tg ϕ

PL B1. SZKODA ZBIGNIEW, Tomaszowice, PL BUP 03/16

PL B1. Urządzenie ręczne z elektrycznie napędzanym narzędziem i elektropneumatycznym mechanizmem uderzeniowym

WSPOMAGANIE DECYZJI W ZAKRESIE POPRAWY EFEKTYWNOŚCI PRACY

PL B1. ŚLĄSKIE ZAKŁADY ARMATURY PRZEMYSŁOWEJ ARMAK SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Sosnowiec, PL

PL B1. Sposób chłodzenia obwodów form odlewniczych i układ technologiczny urządzenia do chłodzenia obwodów form odlewniczych

OPIS PATENTOWY F24J 3/08 ( ) F24J 3/06 ( ) F24D 11/02 ( )

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL BUP 20/07. JAN HEHLMANN, Kędzierzyn-Koźle, PL MACIEJ JODKOWSKI, Zabrze, PL

Konsekwencje termodynamiczne podsuszania paliwa w siłowni cieplnej.

PL B1. Sposób wydzielania toluilenodiizocyjanianu z mieszaniny poreakcyjnej w procesie fosgenowania toluilenodiaminy w fazie gazowej

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 26/16

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

PL B1. Układ do sporządzania i podawania mieszanki paliwa pyłowego do rozpalania palenisk kotłów energetycznych

PL B1. Sposób oceny dokładności transformacji indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów odkształconych. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 07/09

OPIS PATENTOWY C22B 7/00 ( ) C22B 15/02 ( ) Sposób przetwarzania złomów i surowców miedzionośnych

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

(19) PL (11) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY PL B1 E 21F 5/00 E21C 35/04

Energetyka konwencjonalna

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. KIELAR-ECO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Ustroń, PL BUP 12/06. ADAM KIELAR, Ustroń, PL

(54) Sposób sterowania prędkości obrotowej silnika klatkowego przez przełączanie

PL B1. Układ przeniesienia napędu do hybrydowych pojazdów roboczych dużej mocy zwłaszcza wózków widłowych o dużym udźwigu

PL B1. B & P ENGINEERING Spółka z o.o. Spółka Komandytowa,Przeworsk,PL BUP 18/08

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO CIMAT SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Bydgoszcz, PL BUP 04/16

Transkrypt:

PL 217365 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 217365 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 395879 (51) Int.Cl. F01K 23/04 (2006.01) F01K 3/00 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 05.08.2011 (54) Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi i sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową (43) Zgłoszenie ogłoszono: 18.02.2013 BUP 04/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.07.2014 WUP 07/14 (73) Uprawniony z patentu: ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE, Szczecin, PL (72) Twórca(y) wynalazku: WŁADYSŁAW NOWAK, Szczecin, PL SŁAWOMIR WIŚNIEWSKI, Gryfino, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Renata Zawadzka

2 PL 217 365 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi i sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową. Powszechnie znane są siłownie jednobiegowe z organicznym czynnikiem roboczym oraz siłownie binarne z organicznym czynnikiem roboczym o dwóch obiegach - dolnym i górnym. Znany jest z polskiego zgłoszenia wynalazku P 393851 znany jest parowacz do siłowni z organicznym czynnikiem obiegowym, wyposażony w obudowę, wlot, wylot i kanały nośnika energii, wlot, wylot i kanały strumienia cieczy organicznej, który wyposażony jest w wewnętrzną cyrkulacyjną pompę nośnika energii. Z polskiego opisu wynalazku P 380175 znany jest sposób zwiększania mocy siłowni z czynnikiem organicznym polegający na zwiększaniu wartości strumienia czynnika roboczego gdzie zawraca się strumień nośnika ciepła z przewodu wylotowego bezpośrednio za parowaczem do przewodu dolotowego przed parowaczem. Z opisu patentowego PL 205383 znany jest sposób zagospodarowania nisko i średniotemperaturowych źródeł oraz nośników ciepła poprzez wykorzystanie ich na sposób pracy, gdzie stosuje się je do podgrzania czynnika roboczego w obiegu dolnym elektrowni binarnej zawierającej dwa obiegi robocze sprzężone termicznie ze sobą co najmniej jednym wymiennikiem ciepła. Jako czynnik roboczy w obiegu dolnym stosuje się substancję o małej wartości entalpii parowania i stosunkowo dużej entalpii podgrzewania, korzystnie czynnik organiczny. Do podgrzania, odparowania i przegrzania czynnika roboczego w obiegu górnego stosuje się wysokotemperaturowe źródło ciepła. Natomiast układ, znany z tego samego opisu patentowego, zawiera dwa obiegi robocze, górny zbudowany z kotła, przegrzewacza, podgrzewacza, turbiny, pompy i wymiennika typu parowacza/skraplacza, poprzez który obieg górny jest sprzężony z obiegiem dolnym zbudowanym z podgrzewacza, pompy, turbiny, skraplacza gdzie podgrzewacz obiegu dolnego połączony jest ze strumieniem nośnika lub źródła ciepła nisko i/lub średniotemperaturowego z jednego lub wielu źródeł. Czynnikiem roboczym w obiegu dolnym jest substancja o małej wartości entalpii parowania i stosunkowo dużej entalpii podgrzewania, korzystnie czynnik organiczny, zaś do kotła w obiegu górnym doprowadzone jest ciepło wysokotemperaturowe. Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi, według wynalazku, zawierający co najmniej dwa sprzężone cieplnie obiegi robocze wyposażony w podgrzewacze, skraplacze, pompy, parowacze, charakteryzuje się tym, że jednoobiegowa siłownia ORC połączona jest poprzez parowacz z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła z podgrzewaczem cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej. W siłowni jednoobiegowej parowacz z wewnętrzną cyrkulacją połączony jest z podgrzewaczem cieczy czynnika obiegowego i z turbogeneratorem. Turbogenerator połączony jest ze skraplaczem. Pompa znajduje się pomiędzy skraplaczem a podgrzewaczem cieczy czynnika obiegowego. Siłownia binarna ma obieg górny składający się z kotła z przegrzewaczem pary wodnej połączony z pierwszym turbogeneratorem, który połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz-skraplacz. Pomiędzy wymiennikiem ciepła typu parowacz-skraplacz a kotłem z przegrzewaczem pary wodnej znajduje się pierwsza pompa. Dolny obieg składa się z wymiennika ciepła typu parowacz-skraplacz połączonego z drugim turbogeneratorem, który połączony jest z drugim skraplaczem. Podgrzewacz cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz-skraplacz i skraplaczem obiegu dolnego siłowni binarnej. Pomiędzy podgrzewaczem cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej a skraplaczem obiegu dolnego siłowni binarnej znajduje się druga pompa. W obiegu dolnym siłowni binarnej czynnikiem roboczym jest czynnik organiczny o małej entalpii parowania, odparowujący w pobliżu temperatury punktu krytycznego. Inaczej mówiąc proces odparowania ma przebiegać tak, aby izoterma tego procesu była zlokalizowana w obszarze pary mokrej blisko punktu krytycznego. Sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową, według wynalazku, w układzie co najmniej dwóch sprzężonych ze sobą cieplnie siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi, charakteryzuje się tym, że wpływający nośnik ciepła kieruje się do parowacza z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła, po czym zwiększa się obroty pompy wewnętrznej parowacza z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła, powodując zwiększenie ilości przepływającego nośnika ciepła wewnątrz parowacza z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła i obniżenie temperatury parowania czynnika organicznego, tak że odparowanie to następuje w obszarze bliskopodkrytycznym. Zwiększa się tym samym efektywność odbierania ciepła od nośnika ciepła. Następnie wypływający

PL 217 365 B1 3 strumień nośnika ciepła kieruje się do podgrzewacza cieczy czynnika obiegowego w ilości wynikającej z równania bilansu energii tego podgrzewacza. Pozostały wypływający strumień nośnika ciepła kieruje się do podgrzewacza obiegu dolnego siłowni binarnej zwiększając moc dolnego obiegu siłowni binarnej. Sposób według wynalazku pozwala na zwiększenie mocy turbin parowych (organicznych), jako wynik zwiększenia mocy obu siłowni organicznych poprzez: zastosowanie w jednobiegowej siłowni organicznej parowacza z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła, wykorzystanie energii zawartej w wypływającym strumieniu nośnika ciepła w wymienniku- -podgrzewaczu cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej do podgrzania czynnika organicznego dolnego obiegu siłowni binarnej. Zastosowanie parowacza z cyrkulacją nośnika ciepła skutkuje wzrostem mocy, wynikającym ze wzrostu strumienia czynnika organicznego w obiegu, jak również z możliwości zastosowania w obu przypadkach bliskopodkrytycznej siłowni organicznej poprzez dobór odpowiedniej dla danego czynnika organicznego temperatury parowania w obszarze bliskokrytycznym, tzn. takiej temperatury, aby jej wartość była nieco niższa od temperatury krytycznej. Sposób ten umożliwia zwiększenie mocy siłowni z organicznym czynnikiem obiegowym działającej według obiegu porównawczego C-R. Zaletą rozwiązania jest to, że daje możliwości dostosowania temperatury strumienia (9) do wymaganej w danych warunkach wartości (nie tylko przy sprzężeniu cieplnym z siłownią binarną, ale z każdą inną instalacja technologiczną, która zasilana jest energią nośnika ciepła zapewniającą jej pełne wykorzystanie). Możliwość dostosowywania tej temperatury wynika z faktu zastosowania w jednoobiegowej siłowni ORC wymiennika typu parowacz z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła. Przedmiot wynalazku jest bliżej zilustrowany w poniższym przykładzie wykonania i na rysunku, który przedstawia schemat układu siłowni sprzężonych cieplnie. P r z y k ł a d Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi, gdzie jednoobiegowa siłownia ORC połączona jest poprzez parowacz 5 z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła z podgrzewaczem 12 cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej. W siłowni jednoobiegowej parowacz 5 z wewnętrzną cyrkulacją połączony jest z podgrzewaczem 7 cieczy czynnika obiegowego i z turbogeneratorem 3. Turbogenerator 3 połączony jest ze skraplaczem 2, zaś pompa 10 znajduje się pomiędzy skraplaczem 2 a podgrzewaczem 7. Siłownia binarna ma obieg górny składający kocioł z przegrzewaczem pary wodnej 15 połączony z pierwszym turbogeneratorem 17, który połączony jest z wymiennikiem ciepła typu skraplaczparowacz 18. Pomiędzy wymiennikiem ciepła 18 a kotłem 15 z przegrzewaczem pary wodnej znajduje się pierwsza pompa 13. Dolny obieg składa się z wymiennika ciepła 18 połączonego z drugim turbogeneratorem 19, który połączony jest z drugim skraplaczem 21, zaś podgrzewacz 12 cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej połączony jest z wymiennikiem ciepła 18 i skraplaczem 21 obiegu dolnego siłowni binarnej. Przy czym pomiędzy podgrzewaczem 12 a skraplaczem znajduje się druga pompa 22. Temperatura skraplania czynników organicznych w skraplaczu 2 i skraplaczu 21 wynosi 29 C. Do siłowni jednoobiegowej dostarcza się strumień wody sieciowej = 10 kg/s, którego temperatura wynosi T s1 = 148 C. W obiegu siłowni jednoobiegowej czynnikiem roboczym jest butan, którego temperatura krytyczna wynosi T k = 151,98 C. W celu zwiększenia mocy siłowni jednoobiegowej zastosowano w jej obiegu parowacz 5 z cyrkulacją wewnętrzną wody sieciowej. Cyrkulację wody sieciowej umożliwia pompa zainstalowana wewnątrz parowacza 5. Zwiększając obroty tej pompy zwiększa się strumień wody sieciowej przepływający wewnątrz parowacza, przy jednoczesnym spadku jego temperatury. Zwiększenie strumienia wody sieciowej cyrkulującej w parowaczu 5 określa się poprzez współczynnik cyrkulacji φ. Czym większa wartość tego współczynnika, tym wyższe obroty pompy cyrkulacyjnej, a tym samym większy strumień wody przepływającej przez parowacz, co w konsekwencji przekłada się na wzrost mocy siłowni. Wzrost mocy siłowni jednoobiegowej, jak i wzrost strumienia wody sieciowej 9 kierowanej do podgrzewacza 12 obiegu dolnego siłowni binarnej wynikający z zastosowania cyrkulacji wody sieciowej w parowaczu zobrazowano za pomocą wyników obliczeń przedstawionych w poniższej tabeli 1.

Współczynnik φ 4 PL 217 365 B1 T a b e l a 1. Temperatura palowania Strumień czynnika organicznego Strumień ciepła palowania Moc obiegu Strumień wody sieciowej 9 T par C kg/s kw kw kg/s 0,0 133,00 2,40 418,00 214,57 1,66 0,5 128,00 3,29 627,00 286,27 2,24 1,0 123,00 4,07 836,00 343,51 2,74 1,5 118,00 4,78 1045,00 389,21 3,18 2,0 113,00 5,43 1254,00 425,12 3,58 2,5 108,00 6,04 1463,00 452,45 3,95 3,0 103,00 6,62 1672,00 471,84 4,29 3,5 98,00 7,18 1881,00 483,92 4,61 4,0 93,00 7,71 2090,00 488,86 4,91 Z danych przedstawionych w tabeli 1 wynika, że najwyższą moc siłowni jednoobiegowej i największy strumień wody sieciowej 9 kierowany do podgrzewacza obiegu dolnego siłowni binarnej, w zakresie analizowanych parametrów uzyskuje się dla współczynnika cyrkulacji φ = 4. Z tego względu dalsza analiza układu przeprowadzona zostanie dla tej wartości tego współczynnika. Współczynnik cyrkulacji wewnętrznej wynosi φ = 4, a czynnikiem roboczym w siłowni jednoobiegowej jest butan. Strumień wody sieciowej 9 opuszczającej siłownię o temperaturze T s2 = 98 C wynosi = 4,91 kg/s. W efekcie uzyskano następujące wielkości charakteryzujące efektywność pracy jednoobiegowej siłowni ORC z cyrkulacją nośnika ciepła w parowaczu: = 7,71 kg/s, η C-R = 14,36%, = 488,86 kw a strumień ciepła zasilającego podgrzewacz obiegu dolnego siłowni binarnej =1314,4 kw. W przypadku skierowania strumienia wody sieciowej 9 zamiast do podgrzewacza obiegu dolnego siłowni binarnej 12 do odbiorników technologicznych, w których istniałaby możliwość schłodzenia tej wody do temperatury 40 C (zamiast do podgrzewacza obiegu dolnego siłowni binarnej 12) strumień ciepła technologicznego wyniósłby =1194,6 kw. Strumień ten jest nieco mniejszy od strumienia strumień ciepła zasilającego podgrzewacz 12 obiegu dolnego siłowni binarnej. Różnica ta wynika z faktu schłodzenia wody sieciowej w podgrzewaczu obiegu dolnego siłowni binarnej do niższej temperatury (34 C), niż temperatura wody opuszczającej odbiorniki technologiczne (40 C). W przypadku siłowni binarnej w obiegu górnym do pierwszego turbogeneratora 17 doprowadzana jest para przegrzana o parametrach p 1 = 9,0 MPa, T 1 = 355,99 C lub para nasycona sucha (x = 1) o temperaturze parowania T p = 250 C. Analizie poddano trzy czynniki niskowrzące jako czynniki obiegowe obiegu dolnego siłowni binarnej: perfluorobutan, R124, RC 318. Uzyskane wielkości charakteryzujące pracę obiegu dolnego siłowni binarnej, obejmujące jednostkowe strumienie ciepła podgrzewania, odparowania, jednostkową pracę obiegu Clausiusa-Rankine a l C-R, strumień nośnika ciepła krążącego w obiegu dolnym, wielkość mocy obiegu dolnego, a także wielkość strumienia masowego wody krążącej w obiegu górnym zestawiono w tabeli 2. W tabeli tej podano także sumę mocy obiegu Clausiusa-Rankine a siłowni jednoobiegowej oraz obiegu dolnego siłowni binarnej tj. +. Poniższe wyniku uzyskano przy założeniu, że różnica temperatur pomiędzy czynnikami w podgrzewaczu obiegu dolnego 12, jak i różnica temperatur pomiędzy czynnikami w wymienniku typu skraplacz-parowacz 18 wynosi ΔΤ = 5 K.

PL 217 365 B1 5 Rodzaj czynnika T a b e l a 2. Symbol wielkości i jednostka KJ/kg kj/kg kj/kg kw kw kw kg/s kg/s perfluoro-butan 76,12 48,59 15,70 839,07 271,11 759,98 0,47 17,27 R 114 67,58 93,27 23,14 1814,06 450,06 938,93 1,02 19,45 RC 318 78,24 59,90 18,45 1006,29 309,95 798,82 0,57 16,80 Z powyższych wielkości wynika fakt różnych strumieni krążącego czynnika w zależności od rodzaju czynnika niskowrzącego oraz różne strumienie masowe wody krążącej w obiegu górnym, co skutkuje różnymi strumieniami przekazywanego ciepła miedzy obiegiem górnym i dolnym siłowni binarnej. + Zastrzeżenia patentowe 1. Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi, zawierający co najmniej dwa sprzężone cieplnie obiegi robocze wyposażone w podgrzewacze, skraplacze, pompy, parowacze, znamienny tym, że jednoobiegowa siłownia ORC połączona jest poprzez parowacz (5) z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła z podgrzewaczem (12) cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w siłowni jednoobiegowej parowacz (5) z wewnętrzną cyrkulacją połączony jest z podgrzewaczem (7) cieczy czynnika obiegowego i z turbogeneratorem (3), przy czym turbogenerator (3) połączony jest ze skraplaczem (2), zaś pompa (10) znajduje się pomiędzy skraplaczem (2) a podgrzewaczem (7). 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że siłownia binarna ma obieg górny składający kocioł z przegrzewaczem pary wodnej (15) połączony z pierwszym turbogeneratorem (17), który połączony jest z wymiennikiem ciepła typu skraplacz-parowacz (18), przy czym pomiędzy wymiennikiem ciepła (18) a kotłem (15) z przegrzewaczem pary wodnej znajduje się pierwsza pompa (13), zaś dolny obieg składa się z wymiennika ciepła (18) połączonego z drugim turbogeneratorem (19), który połączony jest z drugim skraplaczem (21), zaś podgrzewacz (12) cieczy obiegu dolnego siłowni binarnej połączony jest z wymiennikiem ciepła (18) i skraplaczem (21) obiegu dolnego siłowni binarnej, przy czym pomiędzy podgrzewaczem (12) a skraplaczem znajduje się druga pompa (22). 4. Sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednoobiegową w układzie co najmniej dwóch sprzężonych ze sobą cieplnie siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi, znamienny tym, że nośnik ciepła (6) kieruje się do parowacza (5) z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła, po czym zwiększa się obroty pompy wewnętrznej parowacza (5) z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła, powodując zwiększenie ilości przepływającego nośnika ciepła (6) wewnątrz parowacza (5) z wewnętrzną cyrkulacją nośnika ciepła i obniżenie temperatury parowania czynnika organicznego, następnie wypływający strumień nośnika ciepła (8) kieruje się na podgrzewacz (7) cieczy czynnika obiegowego w ilości wynikającej z równania bilansu energii podgrzewacza (7), a pozostały wypływający strumień nośnika ciepła (9) kieruje się do podgrzewacza (12) obiegu dolnego siłowni binarnej zwiększając moc dolnego obiegu siłowni binarnej.

6 PL 217 365 B1 Rysunek Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)