平行循環(huán)熱發(fā)動(dòng)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】廢熱能轉(zhuǎn)換循環(huán)、系統(tǒng)和設(shè)備，使用在廢熱流中串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)熱交換器，和與廢熱交換器平行運(yùn)行的多個(gè)熱力學(xué)循環(huán)，以使通過(guò)工作流體從廢熱流提取的熱能最大。該平行循環(huán)在不同溫度范圍內(nèi)操作，使用輸出的功驅(qū)動(dòng)工作流體泵。將工作流體質(zhì)量管理系統(tǒng)整合入循環(huán)中或與循環(huán)連接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】平行循環(huán)熱發(fā)動(dòng)機(jī)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月18日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)13/212，631的優(yōu)先權(quán)，該專(zhuān)利要求2010年11月29日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)61/417，789的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將兩者的內(nèi)容以它們的全部并入本申請(qǐng)中。
技術(shù)背景
[0003]熱通常作為工業(yè)過(guò)程的副產(chǎn)品而產(chǎn)生，在工業(yè)過(guò)程中需將含熱的液體、固體或氣體的流動(dòng)物流排空到環(huán)境中，或者，否則的話(huà)，需努力地從過(guò)程中除去以維持工業(yè)過(guò)程裝置的操作溫度。有時(shí)工業(yè)過(guò)程可使用熱交換設(shè)備捕集熱并且通過(guò)其它工藝物流使它循環(huán)回到該過(guò)程中。其它時(shí)候，捕集并循環(huán)該熱是不可行的，因?yàn)榛蛘邷囟忍?，或者沒(méi)有易于獲得的設(shè)備來(lái)直接使用熱。這種類(lèi)型的熱通常稱(chēng)作“廢”熱，并且通常通過(guò)，例如，排出管(stack)直接排出到環(huán)境中，或間接地通過(guò)冷卻介質(zhì)例如水而排出。在其它裝置(setting)中，這樣的熱是易于從可再生熱能來(lái)源，例如來(lái)自太陽(yáng)的(其可被濃縮或另外地處理)或地?zé)醽?lái)源的熱獲得。意欲將這些和另外的熱能源落在本文中使用的該術(shù)語(yǔ)“廢熱”的定義內(nèi)。
[0004]通過(guò)采用熱力學(xué)方法，如蘭金循環(huán)(Rankine cycle)的潤(rùn)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可利用廢熱，以將熱轉(zhuǎn)換成功。典型地，該方法是蒸汽-基的，其中使用廢熱使鍋爐中的蒸汽升壓以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)。然而，蒸汽-基的蘭金循環(huán)的至少一個(gè)主要缺點(diǎn)是它的高溫要求，這并不總是實(shí)際的，因?yàn)樗ǔＰ枰鄬?duì)高溫(例如600 T或更高)的廢熱流或非常大的總熱含量。另外，當(dāng)熱源物流冷卻時(shí)，在多個(gè)壓力/溫度下使水沸騰以捕集在多個(gè)溫度水平的熱的復(fù)雜性使裝置成本和操作勞動(dòng)力的成本高。此外，對(duì)于小流速和/或低溫的物流來(lái)講，蒸汽-基的蘭金循環(huán)不是現(xiàn)實(shí)的選擇。
[0005]通過(guò)用較低沸點(diǎn)的流體，例如像丙烷或丁烷，或HCFC (如R245fa)流體的輕質(zhì)烴代替水，有機(jī)蘭金循環(huán)(ORC)解決了蒸汽-基的蘭金循環(huán)的缺點(diǎn)。然而，沸騰熱傳遞的限制依然存在，并添加了新的問(wèn)題，例如流體的熱不穩(wěn)定性、毒性或可燃性。
[0006]為了解決這些缺點(diǎn)，已經(jīng)使用超臨界CO2動(dòng)力循環(huán)。超臨界狀態(tài)的CO2提供與多個(gè)熱源的改進(jìn)的熱耦合。例如，通過(guò)使用超臨界流體，可以更容易地匹配工藝熱交換器的溫度滑移(glide)。然而，單循環(huán)超臨界CO2動(dòng)力循環(huán)在有限的壓力比下操作，從而限制了通過(guò)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備(通常是渦輪機(jī)或正位移膨脹器)的溫度降低的量，即，能量提取。壓力比受到限制主要是因?yàn)樵诘湫偷目色@得的冷凝溫度(例如常溫)下，流體的高蒸氣壓。因此，限制了可從單一膨脹級(jí)獲得的最大輸出動(dòng)力(功率)，并且膨脹的流體保留了大量潛在的可使用的能量。盡管該殘余能量的一部分可以通過(guò)使用作為蓄熱器的熱交換器在該循環(huán)內(nèi)回收，并因此對(duì)泵和廢熱交換器之間的流體進(jìn)行預(yù)熱，但該方法限制了在單一循環(huán)中可從廢熱源提取的熱的量。
[0007]因此，本領(lǐng)域中存在對(duì)可以有效率地且有效地不僅從廢熱而且從寬范圍的熱源產(chǎn)生動(dòng)力(功率)的系統(tǒng)的需要。
[0008]概述[0009]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案可提供用于將熱能轉(zhuǎn)換為功的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括:泵，配置其以使工作流體遍及工作流體回路循環(huán)，將工作流體在泵的下游分離成第一質(zhì)量流和第二質(zhì)量流；和第一熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第一熱交換器以接收第一質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流。該系統(tǒng)也可包括第一渦輪機(jī)，與第一熱交換器流體地連接并配置以使第一質(zhì)量流膨脹；和第一蓄熱器，與第一渦輪機(jī)流體地連接并配置以將來(lái)自從第一渦輪機(jī)排出的第一質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流。該系統(tǒng)還可包括第二熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第二熱交換器以接收第二質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第二質(zhì)量流；和第二渦輪機(jī)，與第二熱交換器流體地連接并配置以使第二質(zhì)量流膨脹。
[0010]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案還提供用于將熱轉(zhuǎn)換成功的另一系統(tǒng)。該另外的系統(tǒng)可以包括:泵，配置其以使工作流體遍及工作流體回路循環(huán)，將工作流體在泵的下游分離成第一質(zhì)量流和第二質(zhì)量流；第一熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第一熱交換器以接收第一質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流；和第一渦輪機(jī)，與第一熱交換器流體地連接并配置以使第一質(zhì)量流膨脹。該系統(tǒng)也可包括第一蓄熱器，與第一渦輪機(jī)流體地連接并配置以將來(lái)自從第一渦輪機(jī)排出的第一質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流；第二熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第二熱交換器以接收第二質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第二質(zhì)量流；和第二渦輪機(jī)，與第二熱交換器流體地連接并配置以使第二質(zhì)量流膨脹，第二質(zhì)量流從第二渦輪機(jī)排出并與第一質(zhì)量流再-組合以產(chǎn)生組合的質(zhì)量流。該系統(tǒng)還可包括第二蓄熱器，與第二渦輪機(jī)流體地連接并配置以將來(lái)自組合的質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第二熱交換器的第二質(zhì)量流；和第三熱交換器，與熱源熱連通并設(shè)置在泵和第一熱交換器之間，配置第三熱交換器以在通過(guò)第一熱交換器之前接收并轉(zhuǎn)移熱到第一質(zhì)量流。
[0011]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案還提供用于將熱能轉(zhuǎn)換為功的方法。該方法包括用泵使工作流體遍及工作流體回路循環(huán)；將工作流體回路中的工作流體分離成第一質(zhì)量流和第二質(zhì)量流；和在第一熱交換器中將來(lái)自熱源的熱能轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流，第一熱交換器與熱源熱連通。該方法也可包括在與第一熱交換器流體地連接的第一渦輪機(jī)中使第一質(zhì)量流膨脹；在第一蓄熱器中將來(lái)自從第一渦輪機(jī)排出的第一質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流，第一蓄熱器與第一渦輪機(jī)流體地連接；和在第二熱交換器中將來(lái)自熱源的熱能轉(zhuǎn)移到第二質(zhì)量流，第二熱交換器與熱源熱連通。該方法還可包括在與第二熱交換器流體地連接的第二渦輪機(jī)中使第二質(zhì)量流膨脹。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]當(dāng)與所附的附圖一起閱讀時(shí)，從下面的詳細(xì)描述可以最好地理解本公開(kāi)內(nèi)容。它強(qiáng)調(diào)的是，按照工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種特征沒(méi)有按比例繪制。事實(shí)上，為了清楚地討論，各種特征的尺寸可任意增加或減少。
[0013]圖1根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示例性實(shí)施方案。
[0014]圖2根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明另一平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示例性實(shí)施方案。[0015]圖3根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明另一平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示例性實(shí)施方案。
[0016]圖4根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明另一平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示例性實(shí)施方案。
[0017]圖5根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明另一平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示例性實(shí)施方案。
[0018]圖6根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明另一平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示例性實(shí)施方案。
[0019]圖7根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明可用平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)實(shí)施的質(zhì)量管理系統(tǒng)(MMS)的示例性實(shí)施方案。
[0020]圖8根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案，示意性說(shuō)明可用平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)實(shí)施的MMS的示例性實(shí)施方案。
[0021]圖9和圖10示意性地說(shuō)明通過(guò)利用可在本文公開(kāi)的平行熱發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中使用的工作流體，用于單獨(dú)的流體物流(例如空氣)的入口急冷(chilling)的不同系統(tǒng)配置。
[0022]詳細(xì)說(shuō)明
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，下面的公開(kāi)內(nèi)容描述了數(shù)個(gè)用于實(shí)施本發(fā)明的不同的特征、結(jié)構(gòu)或功能的示例性實(shí)施方案。以下描述組件、設(shè)置和配置的示例性實(shí)施方案以簡(jiǎn)化本公開(kāi)內(nèi)容；然而，提供這些示例性實(shí)施方案僅是作為實(shí)例，而不意欲限制本發(fā)明的范圍。此外，本公開(kāi)內(nèi)容可在本文提供的多個(gè)示例性實(shí)施方案和整個(gè)圖中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，且本身并不說(shuō)明在多個(gè)圖中討論的多個(gè)示例性實(shí)施方案和/或配置之間的關(guān)系。此外，相對(duì)于下面說(shuō)明書(shū)中的第二特征或在下面說(shuō)明書(shū)中的第二特征之上形成的第一特征可以包括其中第一和第二特征直接接觸形成的實(shí)施方案，且也可以包括其中可形成插入在第一和第二特征之間的另外的特征，使得第一和第二特征可以并不直接接觸的實(shí)施方案。最后，下面呈現(xiàn)的示例性實(shí)施方案可以以任何組合方式組合，即，來(lái)自一個(gè)示例性實(shí)施方案中的任何元件可用于任何另外的示例性實(shí)施方案中，而不偏離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。
[0024]此外，使用遍及下面的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的某些術(shù)語(yǔ)以指特定組件。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的，不同實(shí)體可以通過(guò)不同的名稱(chēng)指相同的組件，且因此，對(duì)于本文中所述的元件，不意欲使命名約定限制本發(fā)明的范圍，除非本文中另有特定限定。此外，不意欲使本文所用的命名約定區(qū)分名稱(chēng)而非功能不同的組件。此外，在下面的討論和權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”是無(wú)限制形式的，且因此應(yīng)解釋為意思是“包括，但不限于”。除非特定聲明，所有在該公開(kāi)內(nèi)容中的數(shù)值可以是精確或近似的值。因此，本公開(kāi)內(nèi)容的不同實(shí)施方案可偏離本文公開(kāi)的數(shù)目、值和范圍但不偏離意欲的范圍。此外，如在權(quán)利要求書(shū)或說(shuō)明書(shū)中使用，術(shù)語(yǔ)“或”意欲同時(shí)包括獨(dú)占(exclusive)和非獨(dú)占(inclusive)的情況，即，“A或B”意欲為與“A和B中的至少一個(gè)”同義，除非本文另有明確說(shuō)明。
[0025]圖1說(shuō)明示例性的熱力學(xué)循環(huán)100，其根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，可用于通過(guò)工作流體的熱膨脹將熱能轉(zhuǎn)換為功。循環(huán)100的特征是蘭金循環(huán)，并且可以在熱發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備中實(shí)施，該設(shè)備包括多個(gè)與廢熱源流體連通的熱交換器，多個(gè)用于動(dòng)力(功率)生產(chǎn)和/或泵驅(qū)動(dòng)動(dòng)力(功率)的渦輪機(jī)，以及位于(多個(gè))渦輪機(jī)下游的多個(gè)蓄熱器。[0026]特別地，熱力學(xué)循環(huán)100可包括工作流體回路110，通過(guò)串聯(lián)設(shè)置的第一熱交換器102和第二熱交換器104與熱源106熱連通。將意識(shí)到，可以利用任何數(shù)目的換熱器與一個(gè)或多個(gè)熱源連接。在一個(gè)不例性實(shí)施方案中，第一和第二熱交換器102、104可以是廢熱交換器。在另外的示例性實(shí)施方案中，第一和第二熱交換器102、104可以分別包括單一的或組合的廢熱交換器的第一和第二級(jí)。
[0027]熱源106可以得自多個(gè)高溫來(lái)源的熱能。例如，熱源106可以是廢熱流，例如，但不限于，燃?xì)鉁u輪排氣，工藝物流排氣，或另外的燃燒產(chǎn)物排氣物流，例如爐或鍋爐的排氣物流。因此，可以配置熱力學(xué)循環(huán)100以將廢熱變換為電能，該電能的應(yīng)用范圍從燃?xì)鉁u輪中的底部循環(huán)，固定式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組(genset),工業(yè)廢熱回收(例如,在煉制廠和壓縮站)，和混合選擇到內(nèi)燃機(jī)。在另外的示例性實(shí)施方案中，熱源106可得自可再生熱能源來(lái)源的熱能，例如，但不限于，太陽(yáng)熱和地?zé)醽?lái)源。
[0028]雖然熱源106可以是本身是高溫來(lái)源的流體物流，在另外的示例性實(shí)施方案中，熱源106可以是與高溫來(lái)源接觸的熱流體。該熱流體可將熱能傳輸(deliver)至廢熱交換器102、104，以將該能量轉(zhuǎn)移到回路100中的工作流體。
[0029]如所示，第一熱交換器102可作為高溫或相對(duì)較高溫的熱交換器，其適于接收熱源106的初始或初級(jí)流。在本公開(kāi)內(nèi)容的多個(gè)示例性實(shí)施方案中，進(jìn)入循環(huán)100的熱源106的初始溫度的范圍可以從約400 °?至大于約1，200 0F (約204°C至大于約650°C )。在所示的示例性實(shí)施方案中，熱源106的初始流可具有約500°C或更高的溫度。然后第二熱交換器104可通過(guò)第一熱交換器102下游的串連連接108接收熱源106。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，提供到第二熱交換器104的熱源106的溫度可以是約250-300°C。應(yīng)當(dāng)指出，在圖中所示的代表性的操作溫度、壓 力和流速是通過(guò)實(shí)例的方式，并且認(rèn)為不以任何方式限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。
[0030]可意識(shí)到，將來(lái)自熱源106的更大量的熱能通過(guò)串連設(shè)置的第一和第二熱交換器102、104轉(zhuǎn)移，與第二熱交換器104相比，第一熱交換器102在廢熱流106中以相對(duì)較高的溫度范圍轉(zhuǎn)移熱。因此，如將在下面更詳細(xì)描述，從聯(lián)合的渦輪機(jī)或膨脹設(shè)備得到更大的動(dòng)力(功率)產(chǎn)生。
[0031]在工作流體回路110，和本文下面公開(kāi)的另外的示例性回路中循環(huán)的工作流體可以是二氧化碳(CO2)。二氧化碳作為用于動(dòng)力(功率)產(chǎn)生循環(huán)的工作流體具有很多優(yōu)點(diǎn)。它是一種溫室友好和中性的工作流體，從而提供例如無(wú)毒、非可燃性、易獲得性、低價(jià)格和無(wú)需回收的好處。部分由于它的相對(duì)高的工作壓力，可以建造CO2系統(tǒng)，它比使用另外的工作流體的系統(tǒng)更緊湊(compact)。相對(duì)于另外的工作流體，CO2的高密度和體積熱容使它更“能量密集(energy dense) ”,這意味著所有系統(tǒng)組件的尺寸可以顯著減少而不損失性能。應(yīng)當(dāng)指出，本文所用的術(shù)語(yǔ)“二氧化碳”不意欲限制任何特定類(lèi)型、純度或等級(jí)的CO2。例如，在至少一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以使用工業(yè)等級(jí)CO2，而不偏離本公開(kāi)內(nèi)容范圍。
[0032]在另外的示例性實(shí)施方案中，回路110中的工作流體可以是二元，三元或另外的工作流體共混物。如本文所述，為了在熱回收系統(tǒng)內(nèi)流體組合具有的獨(dú)特屬性，可以選擇工作流體的共混或組合。例如，一種這樣的流體組合包括液體吸收劑和CO2混合物，從而使得使用比壓縮CO2所需的更少的能量輸入將組合的流體在液體狀態(tài)泵送到高壓。在另一示例性實(shí)施方案中，工作流體可以是CO2或超臨界二氧化碳(ScCO2)與一種或多種另外的可混流體或化合物的組合。仍在另外的示例性實(shí)施例中，工作流體可以是CO2和丙烷，或CO2和氨的組合，而不偏離本公開(kāi)內(nèi)容范圍。
[0033]使用的術(shù)語(yǔ)“工作流體”不意欲限制工作流體所在的物質(zhì)狀態(tài)或相。換句話(huà)說(shuō)，工作流體可以是在流體相、氣相、超臨界相、亞臨界狀態(tài)或在流體循環(huán)內(nèi)的任何一個(gè)或多個(gè)位置的任何另外的相或狀態(tài)。工作流體在回路110的某些部分(“高壓側(cè)”)可以處于超臨界狀態(tài)，而在回路110的另外部分(“低壓側(cè)”)處于亞臨界狀態(tài)。在另外的示例性實(shí)施方案中，可以操作和控制整個(gè)工作流體回路110，使得在整個(gè)回路110執(zhí)行器件，工作流體處于超臨界或亞臨界狀態(tài)。
[0034]在熱源106中熱交換器102、104串聯(lián)設(shè)置，而在工作流體回路110中平行設(shè)置。第一熱交換器102可以與第一渦輪機(jī)112流體地連接，而第二熱交換器104可與第二渦輪機(jī)114流體地連接。進(jìn)而，第一渦輪機(jī)112可流體地連接到第一蓄熱器116，而第二渦輪機(jī)114可流體地連接到第二蓄熱器118。渦輪機(jī)112、114之一或兩者可以是動(dòng)力渦輪機(jī)，配置其以向輔助系統(tǒng)或工藝提供動(dòng)力(功率)。在回路110的低溫側(cè)蓄熱器116、118可串聯(lián)設(shè)置，而在回路110的高溫側(cè)平行設(shè)置。蓄熱器116、118將回路110劃分成高溫側(cè)和低溫側(cè)。例如，回路110的高溫側(cè)包括設(shè)置在其中將工作流體導(dǎo)向熱交換器102、104的各蓄熱器116、118下游的部分回路110?；芈?10的低溫側(cè)包括設(shè)置在其中引導(dǎo)工作流體遠(yuǎn)離熱交換器102、104的各蓄熱器116、118下游的部分回路110。
[0035]工作流體回路110還可以包括與流體回路110的組件流體連通的第一泵120和第二泵122，配置它們以使工作流體循環(huán)。第一和第二泵120、122可以是渦輪泵，或由一個(gè)或多個(gè)外部機(jī)器或設(shè)備，諸如馬達(dá)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可使用第一泵120以在循環(huán)100的正常操作期間使工作流體循環(huán)，而只有用于開(kāi)始循環(huán)100時(shí)，名義上驅(qū)動(dòng)和使用第二泵122。在至少一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以使用第二渦輪機(jī)114以驅(qū)動(dòng)第一泵120，但在另外的示例性實(shí)施方案中，可以使用第一渦輪機(jī)112以驅(qū)動(dòng)第一泵120，或該第一泵120可以由馬達(dá)(未示出)名義地驅(qū)動(dòng)。
[0036]第一渦輪機(jī)112可以比第二渦輪機(jī)114在較高的相對(duì)溫度(例如，較高的渦輪機(jī)入口溫度)下操作，因?yàn)榻?jīng)歷過(guò)第一熱交換器102的熱源106的溫度下降。然而，在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方案中，可配置各渦輪機(jī)112、114以在相同或基本上相同的入口壓力下操作。這可以通過(guò)設(shè)計(jì)和控制回路110來(lái)實(shí)現(xiàn)，這包括，但不限于，控制第一和第二泵120、122和/或使用多級(jí)泵以?xún)?yōu)化用于回路110的入口溫度對(duì)應(yīng)的各渦輪機(jī)12、114的入口壓力。
[0037]在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一泵120的入口壓力可超過(guò)工作流體蒸氣壓足夠的限度(margin)，以防止在低壓和/或高速度的局部區(qū)域工作流體的蒸發(fā)。對(duì)于高速泵，例如可用于本文所公開(kāi)的各種示例性實(shí)施方案中的渦輪泵，這尤其重要。因此，傳統(tǒng)的被動(dòng)(passive)增壓系統(tǒng)，例如采用只提供相對(duì)于流體蒸氣壓，重力增加的壓力的穩(wěn)壓罐，可以證明對(duì)于本文所公開(kāi)的示例性實(shí)施方案是不足夠的。
[0038]工作流體回路110可還包括冷凝器124，它與第一和第二蓄熱器116、118之一或兩者流體連通?？蓪㈦x開(kāi)各蓄熱器116、118的低壓排出工作流體流導(dǎo)向通過(guò)冷凝器124以進(jìn)行冷卻，用于返回到回路110的低溫側(cè)和到第一泵120或第二泵122。
[0039]在操作中，在工作流體回路110的點(diǎn)126處，將工作流體分離為第一質(zhì)量流Hi1和第二質(zhì)量流m2。將第一質(zhì)量流量Iii1導(dǎo)向通過(guò)第一熱交換器102,并隨后在第一潤(rùn)輪機(jī)112中膨脹。在第一潤(rùn)輪機(jī)112之后,第一質(zhì)量流Iii1通過(guò)第一蓄熱器116,以在將它導(dǎo)向第一熱交換器102時(shí)，將殘余熱轉(zhuǎn)移回到第一質(zhì)量流mi?？蓪⒌诙|(zhì)量流m2導(dǎo)向通過(guò)第二熱交換器104，并隨后在第二渦輪機(jī)114中膨脹。在第二渦輪機(jī)114之后，第二質(zhì)量流m2通過(guò)第二蓄熱器118，以在將它導(dǎo)向第二熱交換器104時(shí)，將殘余熱轉(zhuǎn)移回到第二質(zhì)量流m2。然后在工作流體回路110的點(diǎn)128處，將第二質(zhì)量流m2與第一質(zhì)量流Hi1再組合，以產(chǎn)生組合的質(zhì)量流叫+!!!”可將該組合的質(zhì)量流1?+!?導(dǎo)向通過(guò)冷凝器124并且回到泵120以再次開(kāi)始該回路(loop)。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，在泵120的入口處工作流體是超臨界的。
[0040]可意識(shí)到，與熱源106進(jìn)行熱交換的每級(jí)可以并入其中在完全的熱力學(xué)循環(huán)100內(nèi)最有效地利用它的工作流體回路110。例如，通過(guò)將熱交換分成多級(jí)，或使用分離的熱交換器(例如，第一和第二熱交換器102、104)或具有多級(jí)的單一或多個(gè)熱交換器，可以從熱源106提取另外的熱量，以在膨脹中更有效地使用，并且主要地以從熱源106獲得多級(jí)膨脹。
[0041]另外，通過(guò)在相似的或基本上相似的壓力比下使用多個(gè)渦輪機(jī)112、114，可以有效地利用更大部分的可獲得的熱源106，這是通過(guò)經(jīng)蓄熱器116、118使用來(lái)自各渦輪機(jī)112、114的殘余熱，使得該殘余熱沒(méi)有丟失或受到損害。可以?xún)?yōu)化工作流體回路110中蓄熱器116、118與熱源106之間的設(shè)置，以使渦輪機(jī)112、114中多個(gè)溫度膨脹的功率輸出最大。通過(guò)選擇性地組合平行的工作流體流，例如，通過(guò)匹配熱容量率，C=m.cp,其中C是熱容量率,m是工作流體的質(zhì)量流率，且Cp為恒壓比熱，任一蓄熱器116、118的兩側(cè)可以平衡。
[0042]圖2說(shuō)明了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案，熱力學(xué)循環(huán)200的另一示例性實(shí)施方案。在一些方面，循環(huán)200可以與以上關(guān)于圖1所述的熱力循環(huán)100相似。因此，參考圖1可以最好地理解熱力循環(huán)200，其中，相同的數(shù)字對(duì)應(yīng)于相同的元件，且因此將不再次詳細(xì)描述。循環(huán)200也包括串聯(lián)設(shè)置的第一和第二熱交換器102、104，與熱源106熱連通，但在工作流體回路210中平行。第一和第二蓄熱器116和118在回路210的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置而在回路210的高溫側(cè)平行。
[0043]在回路210中，將工作 流體在點(diǎn)202處分離為第一質(zhì)量流Hi1和第二質(zhì)量流m2。將第一質(zhì)量流量Hi1最終導(dǎo)向通過(guò)第一熱交換器102，并隨后在第一渦輪機(jī)112中膨脹。然后第一質(zhì)量流ml通過(guò)第一蓄熱器116，以將殘余熱轉(zhuǎn)移回到第一質(zhì)量流Hi1 (其流過(guò)過(guò)去狀態(tài)25并且進(jìn)入第一蓄熱器116)。可將第二質(zhì)量流m2導(dǎo)向通過(guò)第二熱交換器104，并隨后在第二渦輪機(jī)114中膨脹。在第二渦輪機(jī)114之后，在點(diǎn)204處將第二質(zhì)量流m2與第一質(zhì)量流Hi1再組合，以產(chǎn)生組合的質(zhì)量流可將該組合的質(zhì)量流導(dǎo)向通過(guò)第二蓄熱器118，以將殘余熱轉(zhuǎn)移到通過(guò)第二蓄熱器118的第一質(zhì)量流叫。
[0044]蓄熱器116、118的設(shè)置為組合的質(zhì)量流HiJm2在到達(dá)冷凝器124之前提供第二蓄熱器118。可意識(shí)到，如上所定義，通過(guò)提供更好的熱容量率匹配，這可增加工作流體回路210的熱效率。
[0045]如所說(shuō)明，可以使用第二渦輪機(jī)114以驅(qū)動(dòng)第一或主要工作流體泵120。然而，在另外的示例性實(shí)施方案中，可以使用第一渦輪機(jī)112以驅(qū)動(dòng)泵120，而不偏離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。如將在下面更詳細(xì)地討論的，通過(guò)在對(duì)應(yīng)的狀態(tài)41和42管理各自的質(zhì)量流率，可以在常規(guī)的渦輪機(jī)入口壓力或不同的渦輪機(jī)入口壓力下操作第一和第二渦輪機(jī)112、114。
[0046]圖3說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，熱力學(xué)循環(huán)300的另一示例性實(shí)施方案。在一些方面，循環(huán)300可以與熱力學(xué)循環(huán)100和/或200相似，因此，參考圖1和2可以最好地理解循環(huán)300，其中，相同的數(shù)字對(duì)應(yīng)相同的元件，和因此將不再次詳細(xì)描述。熱力學(xué)循環(huán)300可以包括工作流體回路310，其使用與熱源106熱連通的第三熱交換器302。第三熱交換器302可以是與如前所述的第一和第二熱交換器102、104相似的熱交換器類(lèi)別。[0047]熱交換器102、104、302在與熱源106物流熱連通時(shí)可以串聯(lián)設(shè)置，且在工作流體回路310中平行設(shè)置。對(duì)應(yīng)的第一和第二蓄熱器116、118與冷凝器124在回路310的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且在回路310的高溫側(cè)平行。在點(diǎn)304處將工作流體分離成第一和第二質(zhì)量流H^m2后，可配置第三熱交換器302以接收第一質(zhì)量流ml，并且在其到達(dá)用于膨脹的第一渦輪機(jī)112前，將來(lái)自熱源106的熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流mi。在第一渦輪機(jī)112膨脹之后，將第一質(zhì)量流Hi1導(dǎo)向通過(guò)第一蓄熱器116，以將殘余熱轉(zhuǎn)移到從第三熱交換器302排出的第一質(zhì)量流Hl1。
[0048]將第二質(zhì)量流m2導(dǎo)向通過(guò)第二熱交換器104，且隨后在第二渦輪機(jī)114中膨脹。在第二渦輪機(jī)114之后，在點(diǎn)306處將第二質(zhì)量流m2與第一質(zhì)量流Hi1再組合以產(chǎn)生組合的質(zhì)量流Hl1 + Hl2，其為在第二蓄熱器118中的第二質(zhì)量流Hl2提供殘余熱。
[0049]也可以使用第二渦輪機(jī)114驅(qū)動(dòng)第一或初級(jí)泵120，或者它可以通過(guò)如本文所述的其它方式驅(qū)動(dòng)?？梢栽诨芈?10的低溫側(cè)提供第二或起動(dòng)泵122，并提供通過(guò)平行的熱交換器路徑(包括第二和第三熱交換器104/302)的循環(huán)工作流體。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，在循環(huán)300的起動(dòng)期間，第一和第三熱交換器102、302的流量可以基本上為零。工作流體回路310還可以包括節(jié)流閥308，例如泵驅(qū)動(dòng)節(jié)流閥，和截止閥312以管理工作流體的流量。
[0050]圖4說(shuō)明了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方案，熱力學(xué)循環(huán)的400的另一示例性實(shí)施方案。在一些方面，循環(huán)400可以與熱力學(xué)循環(huán)100、200和/或300相似，且因此，參考圖1-3可以最好地理解循環(huán)400，其中，相同的數(shù)字對(duì)應(yīng)相同的元件，因此將不再次詳細(xì)描述。熱力學(xué)循環(huán)400可以包括工作流體回路410，其中將第一和第二蓄熱器116、118組合成單一的蓄熱器402或否則的話(huà)，用單一的蓄熱器402替換。該蓄熱器402可以是與本文所述的蓄熱器116、118相似的類(lèi)型，或可以是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的另外類(lèi)型的蓄熱器或熱交換器。
[0051 ] 如所示，可以配置蓄熱器402以當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量流Hi1進(jìn)入第一熱交換器102時(shí)將熱轉(zhuǎn)移給它，并且當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量流Hi1離開(kāi)第一渦輪機(jī)112時(shí)接收來(lái)自它的熱。蓄熱器402也可以在第二質(zhì)量流m2進(jìn)入第二熱交換器104時(shí)將熱轉(zhuǎn)移給它，并且當(dāng)?shù)诙|(zhì)量流m2離開(kāi)第二渦輪機(jī)114時(shí)接收來(lái)自它的熱。組合的質(zhì)量流Hi1 + m2流出蓄熱器402，并至冷凝器124。
[0052]在另外的示例性實(shí)施方案中，可以將蓄熱器402放大，如通過(guò)圖4中所示的虛線(xiàn)延伸線(xiàn)所指示的，或否則的話(huà)，使其適合于接收進(jìn)入和離開(kāi)第三熱交換器302的第一質(zhì)量流mi。因此，可從蓄熱器304提取另外的熱能，并且導(dǎo)向第三熱交換器302，以增加第一質(zhì)量流Ki1的溫度。
[0053]圖5說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的熱力學(xué)循環(huán)500的另一不例性實(shí)施方案。在一些方面，循環(huán)500可以與熱力學(xué)循環(huán)100相似，和因此可以參考上面的圖1最好地理解，其中相同的數(shù)字對(duì)應(yīng)相同的元件，將不再描述。熱力學(xué)循環(huán)500可以具有與圖1的工作流體回路110基本上相似的工作流體回路510，但第一和第二泵120、122的設(shè)置不同。如圖1中所示，每個(gè)平行循環(huán)具有一個(gè)獨(dú)立的泵(分別地，泵120用于高溫循環(huán)和泵122用于低溫循環(huán))以在正常操作期間供給工作流體流。相反，圖5中的熱力學(xué)循環(huán)500使用主泵120，其可以由第二渦輪機(jī)114驅(qū)動(dòng)，以同時(shí)為兩個(gè)平行循環(huán)提供工作流體流。圖5中的起動(dòng)泵122只在熱發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程期間操作，因此在正常操作期間不需要馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的泵。
[0054]圖6說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的熱力學(xué)循環(huán)600的另一不例性實(shí)施方案。在一些方面，循環(huán)600可以與熱力學(xué)循環(huán)300相似，且因此可以參考上面的圖3最好地理解，其中相同的數(shù)字對(duì)應(yīng)相同的元件，且將不再詳細(xì)描述。熱力學(xué)循環(huán)600可以具有與圖3的工作流體回路310基本上相似的工作流體回路610，但添加了第三蓄熱器602，其從從第二蓄熱器118排出的組合的質(zhì)量流H^m2中提取另外的熱能。因此，在接收從熱源106轉(zhuǎn)移的殘余熱之前，可以增加進(jìn)入第三熱交換器302的第一質(zhì)量流Hi1的溫度。
[0055]如所示，蓄熱器116、118、602可以作為單獨(dú)的熱交換設(shè)備操作。然而，在另外的示例性實(shí)施方案中，可以將蓄熱器116、118、602組合為單一的蓄熱器,類(lèi)似于上述參考圖4描述的蓄熱器406。
[0056]如由本文所述的每個(gè)示例性的熱力學(xué)循環(huán)100-600(意思是循環(huán)100、200、300、400,500和600)所示，并入每個(gè)工作流體回路110-610 (意思是回路110、210、310、410、510和610)中的平行熱交換循環(huán)和設(shè)置，通過(guò)將動(dòng)力渦輪機(jī)入口溫度提高至在單一循環(huán)中不可達(dá)到的水平，使得來(lái)自給定的熱源106的更多的動(dòng)力(功率)產(chǎn)生，從而導(dǎo)致每個(gè)示例性循環(huán)100-600更高的熱效率。經(jīng)第二和第三熱交換器104、302添加較低溫度的熱交換循環(huán)，使得從熱源106回收更高部分的可獲得的能量。此外，為了熱效率的另外改善，可以?xún)?yōu)化每個(gè)單獨(dú)的熱交換循環(huán)的壓力比。
[0057]在任何公開(kāi)的示例性.實(shí)施方案中可實(shí)施的另外的變化，包括但不限于，使用兩級(jí)或多級(jí)泵120、122以?xún)?yōu)化渦輪機(jī)112、114的入口壓力，用于任何特別對(duì)應(yīng)的任一渦輪機(jī)112,114的入口溫度。在另外的示例性實(shí)施方案中，可以例如通過(guò)使用在共享的動(dòng)力渦輪機(jī)軸上的平行的另外的渦輪機(jī)級(jí)將渦輪機(jī)112、114耦合在一起。本文預(yù)期另外的變化是，但不限于，使用在渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)泵軸上平行的另外的渦輪機(jī)級(jí)、通過(guò)齒輪箱(gear box)耦合渦輪機(jī)、使用不同的蓄熱器設(shè)置以?xún)?yōu)化總體效率，和使用往復(fù)式膨脹器和泵替代渦輪機(jī)組(turbomachinery)。也可以將第二渦輪機(jī)114的輸出與發(fā)電機(jī)或由第一渦輪機(jī)112驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力(功率)_生產(chǎn)設(shè)備連接，甚至可以將第一和第二渦輪機(jī)112、114整合成為單件的渦輪機(jī)組，例如使用在共有軸上的單獨(dú)的葉片/葉片盤(pán)(disk)的多級(jí)渦輪機(jī)，或例如使用用于每個(gè)徑流式渦輪機(jī)的單獨(dú)小齒輪(pinion)驅(qū)動(dòng)大齒輪的單獨(dú)級(jí)的徑流式渦輪機(jī)。也仍預(yù)期另外的示例性變化，其中將第一和/或第二渦輪機(jī)112、114耦合至主泵120和電動(dòng)發(fā)電機(jī)(未示出)從而同時(shí)作為起動(dòng)馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。
[0058]每個(gè)所述循環(huán)100-600可以在多種物理實(shí)施方案中實(shí)施，包括，但不限于固定的或整合的裝備，或作為自含的設(shè)備例如輕便式廢熱發(fā)動(dòng)機(jī)或“塊裝(skid)”。該示例性廢熱發(fā)動(dòng)機(jī)塊裝可以設(shè)置每個(gè)工作流體回路110-610，和相關(guān)組件，例如渦輪機(jī)112、114，蓄熱器116、118，冷凝器124，泵120、122，閥，工作流體供給和控制系統(tǒng)以及機(jī)械和電子控制可作為單一單元而合并。在2009年12月9日申請(qǐng)的共同未決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)12/631，412,名稱(chēng)為“Thermal Energy Cnversion Device”中描述和說(shuō)明了不例性廢熱發(fā)動(dòng)機(jī)塊裝，將其內(nèi)容通過(guò)弓I入至與本公開(kāi)內(nèi)容一致的程度而并入本文。
[0059]本文公開(kāi)的示例性實(shí)施方案還可以包括并入和使用質(zhì)量管理系統(tǒng)(MMS)，其連接到所述的熱力學(xué)循環(huán)100-600或與所述的熱力學(xué)循環(huán)100-600整合?？梢蕴峁㎝MS以通過(guò)向工作流體回路100-600中加入或移除質(zhì)量(即工作流體)從而控制第一泵120的入口壓力，從而提高循環(huán)100-600的效率。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，MMS與工作循環(huán)100-600半被動(dòng)地操作并使用傳感器以監(jiān)測(cè)回路110-610的高壓側(cè)(從泵120出口至膨脹器116、118入口)和低壓側(cè)(從膨脹器112、114出口至泵120入口)的壓力和溫度。麗S也可以包括閥，罐加熱器或另外的裝置以促進(jìn)工作流體進(jìn)入或離開(kāi)工作流體回路110-610，和用于儲(chǔ)存工作流體的質(zhì)量控制罐。MMS的示例性實(shí)施方案在下列專(zhuān)利中說(shuō)明和描述:共同未決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)12/631，412，12/631，400，和12/631，379，每個(gè)都在2009年12月4日申請(qǐng)；美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)12/880，428，2010年9月13日申請(qǐng)，和PCT申請(qǐng)?zhí)朥S2011/29486，2011年3月22日申請(qǐng)。將上述每個(gè)案例的內(nèi)容通過(guò)引入至與本公開(kāi)內(nèi)容一致的程度而并入本文。
[0060]現(xiàn)參照?qǐng)D7和8，分別說(shuō)明示例性質(zhì)量管理系統(tǒng)700和800，其可與本文在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方案中所述的熱力學(xué)循環(huán)100-600結(jié)合使用。圖7和8中所示的系統(tǒng)接入點(diǎn)A、B和C(圖8僅顯示點(diǎn)A和C)對(duì)應(yīng)于圖1-6中所示的系統(tǒng)接入點(diǎn)A、B和C。因此，MMS700和800每個(gè)可以與圖1-6的熱力學(xué)循環(huán)100-600在對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)接入點(diǎn)A、B和C流體地連接(如果適用的話(huà))。該示例性的MMS800儲(chǔ)存低溫(低于環(huán)境溫度)和從而低壓的工作流體，且示例性的MMS700儲(chǔ)存在環(huán)境溫度或接近環(huán)境溫度的工作流體。如上面所討論的，工作流體可以是CO2，但也可以是另外的工作流體而不偏離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。
[0061]在示例性MMS700的操作中，通過(guò)在接入點(diǎn)A經(jīng)過(guò)第一閥704從(多個(gè))工作流體回路110-610放入(tap)工作流體從而對(duì)工作流體儲(chǔ)存罐702加壓。當(dāng)需要時(shí)，通過(guò)打開(kāi)設(shè)置在儲(chǔ)存罐702底部附近的第二閥706向(多個(gè))工作流體回路110-610中加入另外的工作流體，以允許另外的工作流體流過(guò)設(shè)置在泵120 (圖1-6)上游的接入點(diǎn)C。在接入點(diǎn)C將工作流體加入到(多個(gè))回路110-610可以用于提高第一泵120的入口壓力。為了從(多個(gè))工作流體回路110-610中提取流體，并因而降低第一泵120的入口壓力，可以打開(kāi)第三閥708，以允許冷的、加壓的流體經(jīng)過(guò)接入點(diǎn)B進(jìn)入儲(chǔ)存罐。盡管在每個(gè)應(yīng)用中未必需要，但是MMS700還可包括傳送泵710，配置其以從罐702移除工作流體并將它注射到(多個(gè))工作流體回路110-610中。
[0062]圖8的麗S800只使用兩個(gè)系統(tǒng)接入點(diǎn)或交接點(diǎn)A和C。在控制級(jí)(例如，單元正常運(yùn)行)不使用閥-控制接口 A，且提供閥-控制接口 A只為了用蒸氣使(多個(gè))工作流體回路110-610預(yù)加壓，使得在填充期間(多個(gè))回路110-610的溫度保持在最低閾值?？梢园ㄕ舭l(fā)器以利用環(huán)境的熱將液相工作流體轉(zhuǎn)換成近似環(huán)境溫度蒸氣-相的工作流體。沒(méi)有蒸發(fā)器，在填充期間系統(tǒng)的溫度可急劇地下降。蒸發(fā)器也提供回到儲(chǔ)存罐702的蒸氣以彌補(bǔ)提取所損失的液體體積，且因而擔(dān)當(dāng)壓力建造器(builder)。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，該蒸發(fā)器可以是電加熱的或由次級(jí)流體加熱。在操作中，當(dāng)期望增加第一泵120(圖1-6)的抽吸壓力時(shí)，通過(guò)用在接入點(diǎn)C處或附近提供的傳送泵802泵送它，從而可選擇性地將工作流體加入到(多個(gè))工作流體回路110-610中。當(dāng)期望降低泵120的抽吸壓力時(shí)，可以在接口 C選擇性地從系統(tǒng)中提取工作流體，并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)閥804和806膨脹下降到儲(chǔ)存罐702的相對(duì)低的儲(chǔ)存壓力。
[0063]在大多數(shù)情況下，閥804、806之后的膨脹后的流體將是兩相(即，蒸氣+液體)。為防止儲(chǔ)存罐702中的壓力超過(guò)其正常的操作限度，可以提供小的蒸氣壓縮制冷循環(huán)，包括蒸氣壓縮機(jī)808和附加的冷凝器810。在另外的實(shí)施方案中，冷凝器可以用作蒸發(fā)器，其中將冷凝器的水用作熱源，而不是吸熱器(heat sink)。可以配置制冷循環(huán)以降低工作流體的溫度且充分地冷凝蒸氣，以維持儲(chǔ)存罐702的壓力在其設(shè)計(jì)條件?？梢庾R(shí)到，可將蒸氣壓縮制冷循環(huán)整合進(jìn)MMS800內(nèi)，或者可以是具有獨(dú)立的制冷劑回路的獨(dú)立的蒸氣壓縮循環(huán)。
[0064]含在儲(chǔ)存罐702內(nèi)的工作流體將趨向于分層，密度較高的工作流體在罐702的底部，而密度較低的工作流體在罐702頂部。工作流體可以是在液相中，蒸氣相中或兩者中，或超臨界；如果工作流體同時(shí)在蒸氣相和液相中，將存在將工作流體的一相與另一相分離的相邊界，稠密的工作流體在儲(chǔ)存罐702的底部。以這種方式，MMS700.800可以能向回路110-610傳輸儲(chǔ)存罐702內(nèi)最稠密的工作流體。
[0065]對(duì)于遍及工作流體回路110-610的工作流體環(huán)境和狀態(tài)，包括溫度、壓力、流動(dòng)方向和速率，和組件操作，例如泵120、122和渦輪機(jī)112、114，所有的各種所述的控制或改變可以通過(guò)通常在圖7和圖8中所示的控制系統(tǒng)712進(jìn)行監(jiān)測(cè)和/或控制。與本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案相容的示例性控制系統(tǒng)在2010年9月13日申請(qǐng)的共同未決的美國(guó)專(zhuān)利序列號(hào)12/880，428,名稱(chēng)為“Heat Engine and Heat to Electricity Systems and Methods withWorking Fluid Fill System”中描述和說(shuō)明，如上所示,通過(guò)引用將其并入本文。
[0066]在一個(gè)不例性實(shí)施方案中，控制系統(tǒng)712可以包括一個(gè)或多個(gè)比例-積分-微分(PID)控制器作為控制回路反饋系統(tǒng)。在另一示例性實(shí)施方案中，控制系統(tǒng)712可以是任何微處理器-基系統(tǒng)，其能存儲(chǔ)控制程序和執(zhí)行控制程序以接收傳感器輸入，并根據(jù)預(yù)定的算法或表產(chǎn)生控制信號(hào)。例如，控制系統(tǒng)712可以是微處理器-基計(jì)算機(jī)，其運(yùn)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)-可讀介質(zhì)上的控制軟件程序?？梢耘渲迷撥浖绦蛞越邮諄?lái)自不同的壓力、溫度、流率等的傳感器輸入。傳感器位于遍及工作流體回路110-610，并從那里產(chǎn)生控制信號(hào)，其中配置控制信號(hào)以?xún)?yōu)化和/或選擇性地控制回路110-610的操作。
[0067]每個(gè)MMS700、800可以通信地耦合到這樣的控制系統(tǒng)712，使得本文所述的各種閥及另外的裝置的控制是自動(dòng)化或半自動(dòng)化的，且對(duì)經(jīng)過(guò)位于遍及回路110-610的多個(gè)傳感器獲得的系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)做出反應(yīng)，并且也對(duì)周?chē)铜h(huán)境條件做出反應(yīng)。也就是說(shuō)，控制系統(tǒng)712可以與MMS700、800的每個(gè)組件進(jìn)行通信，并且配置其以控制它們的操作，以更有效地來(lái)完成(多個(gè))熱力學(xué)循環(huán)100-600的功能。例如，控制系統(tǒng)712可以與系統(tǒng)中的每個(gè)閥、泵、傳感器等進(jìn)行通信(通過(guò)電線(xiàn)，RF信號(hào)等)，并配置以根據(jù)控制軟件、算法、或另外的預(yù)定的控制機(jī)制從而控制每個(gè)組件的操作。這可以證明控制第一泵120入口處的工作流體的溫度和壓力，以通過(guò)降低工作流體的可壓縮性積極地增加第一泵120的抽吸壓力是有利的。這樣做可以避免對(duì)第一泵120的損害，也增加了(多個(gè))熱力學(xué)循環(huán)100-600的總壓力比，從而改善了效率和功率輸出。
[0068]在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以證明維持泵120的抽吸壓力高于泵120入口處工作流體的沸騰壓力是有利的。一種控制(多個(gè))工作流體回路110-610的低溫側(cè)中的工作流體壓力的方法是通過(guò)控制圖7的儲(chǔ)存罐702中工作流體的溫度。這可以通過(guò)維持儲(chǔ)存罐702的溫度比泵120入口處的溫度在更高水平來(lái)實(shí)現(xiàn)。為完成這個(gè)，MMS700可以包括在罐702內(nèi)使用加熱器和/或盤(pán)管714?？梢耘渲眉訜崞?盤(pán)管714以添加或移除罐702內(nèi)的流體/蒸氣的熱。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以使用直接電加熱控制儲(chǔ)存罐702的溫度。然而，在另外的示例性實(shí)施方案中，儲(chǔ)存罐702的溫度可以使用另外的設(shè)備控制，例如，但不限于，使用泵排出流體(其在高于泵入口溫度的溫度)的熱交換器盤(pán)管，使用來(lái)自冷卻器/冷凝器(也在高于泵入口溫度的溫度)的廢冷卻水的熱交換器盤(pán)管，或它們的組
口 ο
[0069]現(xiàn)參照?qǐng)D9和10，分別為急冷系統(tǒng)900和1000，也可以與任何上述的循環(huán)連接使用，以為工業(yè)過(guò)程的其它區(qū)域提供冷卻，包括，但不限于，燃?xì)鉁u輪機(jī)或其它吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的入口空氣的預(yù)冷卻，從而提供更高的發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出。在圖9和10中的系統(tǒng)接入點(diǎn)B和D或C和D對(duì)應(yīng)于在圖1-6中的系統(tǒng)接入點(diǎn)B、C和D。因此，在對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)接入點(diǎn)A、B、C和/或D (如果適用的話(huà))，每個(gè)冷卻系統(tǒng)900、1000可以與圖1-6中的一個(gè)或多個(gè)工作流體回路110-610流體地連接。
[0070]在圖9的急冷系統(tǒng)900中，在系統(tǒng)接入點(diǎn)C處可以從(多個(gè))工作流體回路110-610中提取部分工作流體。通過(guò)膨脹設(shè)備902降低該部分流體的壓力，膨脹設(shè)備902可以是閥、孔板(orifice)或流體膨脹器例如渦輪機(jī)或正位移膨脹器。該膨脹過(guò)程降低工作流體的溫度。然后在蒸發(fā)器熱交換器904中將熱加入工作流體，從而降低了外部工藝流體(例如，空氣，水等)的溫度。然后，通過(guò)使用壓縮機(jī)906使工作流體壓力再-增加，之后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)接入點(diǎn)D將它再引入到(多個(gè))工作流體回路110-610中。
[0071]壓縮機(jī)906可以是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或者是渦輪機(jī)-驅(qū)動(dòng)，或是專(zhuān)用渦輪機(jī)或是加入到系統(tǒng)的主渦輪機(jī)的附加輪。在另外的示例性實(shí)施方案中，可將壓縮機(jī)906與(多個(gè))主工作流體回路110-610整合。仍在另外的示例性實(shí)施方案中，壓縮機(jī)906可采用流體噴射器的形式，移動(dòng)流體從系統(tǒng)接入點(diǎn)A供給，并排出至在冷凝器124 (圖1-6)的上游的系統(tǒng)接入點(diǎn)D0
[0072]圖10的急冷系統(tǒng)1000還可以包括壓縮機(jī)1002，基本上與如上所述的壓縮機(jī)906類(lèi)似。壓縮機(jī)1002采用流體噴射器的形式，移動(dòng)流體經(jīng)過(guò)接入點(diǎn)A(未示出，但對(duì)應(yīng)于圖1-6中的點(diǎn)A)從(多個(gè))工作流體循環(huán)110-610供給，并經(jīng)接入點(diǎn)D排出至(多個(gè))循環(huán)110 - 610。在所示的示例性實(shí)施方案中，在膨脹設(shè)備1006中膨脹之前，經(jīng)接入點(diǎn)B從(多個(gè))回路110-610中提取工作流體，并通過(guò)熱交換器1004預(yù)冷卻，膨脹設(shè)備1006與上述的膨脹設(shè)備902相似。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，熱交換器1004可以包括水-CO2或空氣-CO2熱交換器?？梢砸庾R(shí)到，加入的熱交換器1004可以提供另外的冷卻能力，在其上，具有如圖9中所不的急冷系統(tǒng)900的能力。
[0073]本文使用的術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”意欲更清楚地描述本公開(kāi)內(nèi)容的各種示例性實(shí)施方案和配置。例如，“上游”通常的意思是朝向或逆著正常操作期間的工作流體的流動(dòng)方向，而“下游”通常的意思是在正常操作期間，具有工作流體的流動(dòng)方向或在工作流體的流動(dòng)方向。
[0074]上面概述了數(shù)個(gè)實(shí)施方案的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本公開(kāi)內(nèi)容。那些本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，他們可以容易地使用本公開(kāi)內(nèi)容，作為用于設(shè)計(jì)或修改其它工藝的基礎(chǔ)和用于執(zhí)行相同的目的和/或達(dá)到本文所介紹的實(shí)施方案的相同的優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這樣的等效配置不偏離本公開(kāi)內(nèi)容的精神和范圍，并且，它們可作出本發(fā)明的各種改變、替代和改動(dòng)而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種將熱能轉(zhuǎn)換為功的系統(tǒng)，包括: 泵，配置其以使工作流體遍及工作流體回路循環(huán)，將工作流體在泵的下游分離成第一質(zhì)量流和第二質(zhì)量流； 第一熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第一熱交換器以接收第一質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流； 第一渦輪機(jī)，與第一熱交換器流體地連接并配置以使第一質(zhì)量流膨脹； 第一蓄熱器，與第一渦輪機(jī)流體地連接并配置以將來(lái)自從第一渦輪機(jī)排出的第一質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流； 第二熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第二熱交換器以接收第二質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第二質(zhì)量流；和 第二渦輪機(jī)，與第二熱交換器流體地連接并配置以使第二質(zhì)量流膨脹。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中熱源是廢熱流。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中工作流體是二氧化碳。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中在至泵的入口處工作流體處于超臨界狀態(tài)。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中第一和第二熱交換器在熱源中串聯(lián)設(shè)置。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中第一質(zhì)量流與第二質(zhì)量流平行循環(huán)。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)， 還包括第二蓄熱器，其與第二渦輪機(jī)流體地連接并且配置以將來(lái)自從第二渦輪機(jī)排出的第二質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第二熱交換器的第二質(zhì)量流。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中第一和第二蓄熱器在工作流體回路的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且第一和第二蓄熱器在工作流體回路的高溫側(cè)平行設(shè)置。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括第二蓄熱器，其與第二渦輪機(jī)流體地連接并且配置以將來(lái)自組合的第一和第二質(zhì)量流體的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中第一渦輪機(jī)的入口壓力與第二渦輪機(jī)的入口壓力基本上相等。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中第一渦輪機(jī)的排出壓力與第二渦輪機(jī)的排出壓力不同。
12.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括質(zhì)量管理系統(tǒng)，通過(guò)至少兩個(gè)接入點(diǎn)可操作地連接到工作流體回路，配置質(zhì)量管理系統(tǒng)以控制工作流體回路內(nèi)的工作流體的量。
13.—種將熱能轉(zhuǎn)換為功的系統(tǒng)，包括: 泵，配置其以使工作流體遍及工作流體回路循環(huán)，將工作流體在泵的下游分離成第一質(zhì)量流和第二質(zhì)量流； 第一熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第一熱交換器以接收第一質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流； 第一渦輪機(jī)，與第一熱交換器流體地連接并配置以使第一質(zhì)量流膨脹； 第一蓄熱器，與第一渦輪機(jī)流體地連接并配置以將來(lái)自從第一渦輪機(jī)排出的第一質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流； 第二熱交換器，與泵流體地連接并與熱源熱連通，配置第二熱交換器以接收第二質(zhì)量流并將來(lái)自熱源的熱轉(zhuǎn)移到第二質(zhì)量流； 第二渦輪機(jī)，與第二熱交換器流體地連接并配置以使第二質(zhì)量流膨脹，第二質(zhì)量流從第二渦輪機(jī)排出并與第一質(zhì)量流再-組合以產(chǎn)生組合的質(zhì)量流；第二蓄熱器，與第二渦輪機(jī)流體地連接并配置以將來(lái)自組合的質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第二熱交換器的第二質(zhì)量流；和第三熱交換器，與熱源熱連通并設(shè)置在泵和第一熱交換器之間，配置第三熱交換器以在通過(guò)第一熱交換器之前接收并轉(zhuǎn)移熱到第一質(zhì)量流。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中熱源是廢熱流。
15.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中工作流體是二氧化碳。
16.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中在至泵的入口處工作流體處于超臨界狀態(tài)。
17.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中第一、第二和第三熱交換器在廢熱流中串聯(lián)設(shè)置，并且第一質(zhì)量流與第二質(zhì)量流平行循環(huán)。
18.權(quán)利要求13的系統(tǒng),其中第一和第二蓄熱器包含單一蓄熱器組件。
19.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中第一和第二蓄熱器在工作流體回路的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且第一和第二蓄熱器在工作流體回路的高溫側(cè)平行設(shè)置。
20.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在泵和第三熱交換器之間的第三蓄熱器。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中在將第一質(zhì)量流引入到第三熱交換器之前，配置第三蓄熱器以將來(lái)自從第二蓄熱器排出的組合的質(zhì)量流的殘余熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中第一、第二和第三蓄熱器在工作流體回路的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且在工作流體回路的高溫側(cè)平行設(shè)置。
23.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中第一、第二和第三蓄熱器包含單一蓄熱器組件。
24.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中配置單一蓄熱器組件以接收從第三熱交換器排出的第一質(zhì)量流，以在第一質(zhì)量流通過(guò)第一熱交換器之前，將來(lái)自組合的質(zhì)量流的另外的殘余熱能轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流。
25.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中第一渦輪機(jī)的入口壓力與第二渦輪機(jī)的入口壓力基本上相等。
26.權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中第一渦輪機(jī)的排出壓力與第二渦輪機(jī)的排出壓力不同。
27.一種將熱能轉(zhuǎn)換為功的方法，包括:用泵使工作流體遍及工作流體回路循環(huán)；將工作流體回路中的工作流體分離成第一質(zhì)量流和第二質(zhì)量流；在第一熱交換器中將來(lái)自熱源的熱能轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流，第一熱交換器與熱源熱連通；在與第一熱交換器流體地連接的第一渦輪機(jī)中使第一質(zhì)量流膨脹；在第一蓄熱器中將來(lái)自從第一渦輪機(jī)排出的第一質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流，第一蓄熱器與第一渦輪機(jī)流體地連接；在第二熱交換器中將來(lái)自熱源的熱能轉(zhuǎn)移到第二質(zhì)量流，第二熱交換器與熱源熱連通；和在與第二熱交換器流體地連接的第二渦輪機(jī)中使第二質(zhì)量流膨脹。
28.權(quán)利要求27的方法，還包括在第二蓄熱器中將來(lái)自從第二渦輪機(jī)排出的第二質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第二熱交換器的第二質(zhì)量流，第二蓄熱器與第二渦輪機(jī)流體地連接。
29.權(quán)利要求28的方法，還包括在通過(guò)第一熱交換器之前，在第三熱交換器中將來(lái)自熱源的熱能轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流，第三熱交換器與熱源熱連通并且設(shè)置在泵和第一熱交換器之間。
30.權(quán)利要求29的方法，還包括在將第一質(zhì)量流引入到第三熱交換器之前，在第三蓄熱器中將來(lái)自從第二蓄熱器排出的組合的第一和第二質(zhì)量流的殘余熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流，第三蓄熱器設(shè)置在泵和第三熱交換器之間。
31.權(quán)利要求27的方法，還包括在第二蓄熱器中將來(lái)自組合的第一和第二質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流，第二蓄熱器與第二渦輪機(jī)流體地連接。
32.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中熱源是廢熱流。
33.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中工作流體是二氧化碳。
34.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中在至泵的入口處工作流體處于超臨界狀態(tài)。
35.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法,其中第一和第二熱交換器在熱源中串聯(lián)設(shè)置。
36.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一質(zhì)量流與第二質(zhì)量流平行循環(huán)。
37.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括第二蓄熱器，其與第二渦輪機(jī)流體地連接，并且配置以將來(lái)自從第二渦輪機(jī)排出的第二質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第二熱交換器的第二質(zhì)量流。
38.權(quán)利要求1-31任 一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一和第二蓄熱器在工作流體回路的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且第一和第二蓄熱器在工作流體回路的高溫側(cè)平行設(shè)置。
39.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括第二蓄熱器，其與第二渦輪機(jī)流體地連接，并且配置以將來(lái)自組合的第一和第二質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流。
40.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一渦輪機(jī)的入口壓力與第二渦輪機(jī)的入口壓力基本上相等。
41.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一渦輪機(jī)的排出壓力與第二渦輪機(jī)的排出壓力不同。
42.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括通過(guò)至少兩個(gè)接入點(diǎn)與工作流體回路可操作地連接的質(zhì)量管理系統(tǒng)，配置質(zhì)量管理系統(tǒng)以控制工作流體回路內(nèi)的工作流體的量。
43.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中熱源是廢熱流。
44.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中工作流體是二氧化碳。
45.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中在至泵的入口處工作流體處于超臨界狀態(tài)。
46.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法,其中第一、第二和第三熱交換器在廢熱流中串聯(lián)設(shè)置，第一質(zhì)量流與第二質(zhì)量流平行循環(huán)。
47.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法,其中第一和第二蓄熱器包含單一蓄熱器組件。
48.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一和第二蓄熱器在工作流體回路的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且第一和第二蓄熱器在工作流體回路的高溫側(cè)平行設(shè)置。
49.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括設(shè)置在泵和第三熱交換器之間的第三蓄熱器。
50.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中配置第三蓄熱器以在將第一質(zhì)量流引入到第三熱交換器之前，將來(lái)自從第二蓄熱器排出的組合的質(zhì)量流的殘余熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流。
51.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法,其中第一、第二和第三蓄熱器在工作流體回路的低溫側(cè)串聯(lián)設(shè)置，且在工作流體回路的高溫側(cè)平行設(shè)置。
52.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一、第二和第三蓄熱器包含單一蓄熱器組件。
53.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中配置單一蓄熱器組件以接收從第三熱交換器排出的第一質(zhì)量流，以在第一質(zhì)量流通過(guò)第一熱交換器之前，將來(lái)自組合的質(zhì)量流的另外的殘余熱能轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流。
54.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一渦輪機(jī)的入口壓力與第二渦輪機(jī)的入口壓力基本上相等。
55.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，其中第一渦輪機(jī)的排出壓力與第二渦輪機(jī)的排出壓力不同。
56.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法,還包括在第二蓄熱器中將來(lái)自從第二潤(rùn)輪機(jī)排出的第二質(zhì)量流的殘余熱 能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第二熱交換器的第二質(zhì)量流，第二蓄熱器與第二渦輪機(jī)流體地連接。
57.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括在通過(guò)第一熱交換器之前，在第三熱交換器中將來(lái)自熱源的熱能轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流，第三熱交換器與熱源熱連通，并且設(shè)置在泵和第一熱交換器之間。
58.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括在將第一質(zhì)量流引入到第三熱交換器之前，在第三蓄熱器中將來(lái)自從第二蓄熱器排出的組合的第一和第二質(zhì)量流的殘余熱轉(zhuǎn)移到第一質(zhì)量流，第三蓄熱器設(shè)置在泵和第三熱交換器之間。
59.權(quán)利要求1-31任一項(xiàng)的系統(tǒng)或方法，還包括在第二蓄熱器中將來(lái)自組合的第一和第二質(zhì)量流的殘余熱能轉(zhuǎn)移到導(dǎo)向第一熱交換器的第一質(zhì)量流，第二蓄熱器與第二渦輪機(jī)流體地連接。
【文檔編號(hào)】F01K7/16GK103477035SQ201180062759
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2010年11月29日
【發(fā)明者】T·J·黑爾德, M·L·弗米爾什, T·謝, J·D·米勒 申請(qǐng)人:艾克竣電力系統(tǒng)股份有限責(zé)任公司