PL249488B1 - Working method of the binary ORC engine and the layout of the binary ORC engine - Google Patents
Working method of the binary ORC engine and the layout of the binary ORC engineInfo
- Publication number
- PL249488B1 PL249488B1 PL447927A PL44792724A PL249488B1 PL 249488 B1 PL249488 B1 PL 249488B1 PL 447927 A PL447927 A PL 447927A PL 44792724 A PL44792724 A PL 44792724A PL 249488 B1 PL249488 B1 PL 249488B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- heat exchanger
- circuit
- heat
- binary
- power plant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Sposób pracy binarnej siłowni ORC, polega na tym, że nośnikiem ciepła, który oddał energię w obiegu górnym podgrzewa się wstępnie do temperatury nasycenia i częściowo odparowuje się czynnik roboczy obiegu dolnego, który następnie całkowicie odparowuje się ogrzewając go ciepłem skraplającego się czynnika obiegowego z górnego obiegu. Układ binarnej siłowni ORC zasilany z dowolnego źródła ciepła składający się z dwóch obiegów z niskowrzącym czynnikiem organicznym, a każdy z obiegów wyposażony jest w wymiennik ciepła turbogenerator i pompę, przy czym oba obiegi mają wspólny wymiennik ciepła, charakteryzuje się tym, że wymiennik ciepła (2) połączony jest z podgrzewaczem (3), który połączony jest ze źródłem ciepła (1), zaś źródło ciepła (1) połączone jest z górnym obiegiem, który stanowi wymiennik ciepła (2) połączony z górną turbiną (4) i górnym generatorem (5) połączonym z wymiennikiem ciepła typu parowacz/skraplacz (6) połączonym z górną pompą (7), która połączona jest z wymiennikiem ciepła (2), a dolny obieg stanowi wymiennik ciepła typu parowacz/skraplacz (6) połączony z dolną turbiną (8) i dolnym generatorem (9), który połączony jest ze skraplaczem (10) połączonym z dolną pompą (11) połączoną z podgrzewaczem (3), który połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz/skraplacz (6).The method of operation of the binary ORC power plant is based on the fact that the heat carrier that has given off energy in the upper circuit is preheated to the saturation temperature and the working medium of the lower circuit is partially evaporated, which is then completely evaporated by heating it with the heat of the condensing circulating medium from the upper circuit. The ORC binary power plant system powered by any heat source, consisting of two circuits with a low-boiling organic medium, each of the circuits being equipped with a heat exchanger, a turbogenerator, and a pump, wherein both circuits have a common heat exchanger, is characterized in that the heat exchanger (2) is connected to a heater (3), which is connected to a heat source (1), and the heat source (1) is connected to the upper circuit, which is a heat exchanger (2) connected to an upper turbine (4) and an upper generator (5) connected to an evaporator/condenser type heat exchanger (6) connected to an upper pump (7), which is connected to the heat exchanger (2), and the lower circuit is an evaporator/condenser type heat exchanger (6) connected to a lower turbine (8) and a lower generator (9), which is connected to a condenser (10) connected to a lower pump (11) connected to a heater (3), which is connected to the heat exchanger evaporator/condenser type (6).
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób pracy binarnej (dwuobiegowej) siłowni ORC i układ binarnej siłowni ORC, która może być zasilana z dowolnego źródła ciepła. Układ binarnej siłowni ORC składa się z dwóch obiegów Clausiusa-Rankine’a z niskowrzącymi czynnikami obiegowymi.The invention concerns a method of operating a binary (two-cycle) ORC power plant and a binary ORC power plant system that can be powered by any heat source. The binary ORC power plant system consists of two Clausius-Rankine cycles with low-boiling fluids.
Powszechnie znane są siłownie organiczne ORC z niskowrzącymi czynnikami obiegowymi oraz siłownie binarne z organicznym czynnikiem roboczym o dwóch obiegach - dolnym i górnym, jak również siłownie wieloobiegowe i hybrydowe.Commonly known are organic ORC power plants with low-boiling circulating media and binary power plants with an organic working medium with two circuits - lower and upper, as well as multi-circuit and hybrid power plants.
Z opisu patentowego PL212830 B znany jest sposób zwiększania mocy siłowni ORC z czynnikiem organicznym, którego istota polega na zastosowaniu zawracania strumienia nośnika ciepła z przewodu wylotowego bezpośrednio za parowaczem do przewodu dolotowego przed parowaczem, co skutkuje zwiększeniem wartości strumienia masowego czynnika roboczego krążącego w obiegu siłowni ORC. Z opisu patentowego PL210568 B1 (pt. Siłownia parowa z wieloźródłowym zasilaniem) znany jest sposób zwiększenia efektywności pracy siłowni i wykorzystania niskotemperaturowych źródeł energii polegający na zastosowaniu układu składającego się z trzech obiegów Claususa-Rankine’a, przy czym w obiegu pierwszym czynnikiem obiegowym jest woda, a w obiegach drugim i trzecim czynnikami obiegowymi są substancje organiczne. Z opisu patentowego PL218166 B1 znana jest organiczna siłownia parowa zasilana z wielu źródeł, której cechą charakterystyczną jest to, że obieg czynnika roboczego zawiera połączone ze sobą równolegle, co najmniej dwa układy podgrzewacz-parowacz z wewnętrzną cyrkulacyjną pompą nośnika energii. Układy podgrzewacz-parowacz połączone są z jednym, wspólnym turbogeneratorem i skraplaczem. Z opisu patentowego PL229566 znany jest układ dwuobiegowej siłowni ORC zasilany z dwóch różnotemperaturowych źródeł ciepła. Układ ten charakteryzuje się tym, że ma dwa obiegi Clausiusa-Rankine’a. Pierwszy to obieg na parę nasyconą suchą a drugi na parę przegrzaną. Obieg drugi, czyli na parę przegrzaną, jest w tym układzie rozszerzeniem obiegu pierwszego. W układzie tym pierwsze źródło ciepła połączone jest z przegrzewaczem, parowaczem i podgrzewaczem. Drugie źródło ciepła połączone jest z parowaczem i podgrzewaczem.Patent description PL212830 B describes a method for increasing the power of an ORC power plant with an organic medium. The essence of the method is to recycle the heat carrier flow from the outlet pipe directly behind the evaporator to the inlet pipe before the evaporator, which results in an increase in the mass flow of the working medium circulating in the ORC power plant cycle. Patent description PL210568 B1 (titled Steam Power Plant with Multi-Source Power Supply) describes a method for increasing the efficiency of the power plant and utilizing low-temperature energy sources by using a system consisting of three Clausus-Rankine cycles, where the first cycle uses water as the circulating medium, and the second and third cycles use organic substances. Patent description PL218166 B1 describes an organic steam power plant powered by multiple sources, whose characteristic feature is that the working fluid circuit comprises at least two parallel-connected preheater-evaporator systems with an internal circulating energy pump. The preheater-evaporator systems are connected to a single, common turbogenerator and condenser. Patent description PL229566 describes a dual-circuit ORC power plant system powered by two different-temperature heat sources. This system is characterized by having two Clausius-Rankine cycles. The first is a dry saturated steam cycle, and the second is a superheated steam cycle. The second, superheated steam cycle, is an extension of the first cycle. In this system, the first heat source is connected to the superheater, evaporator, and preheater. The second heat source is connected to the evaporator and preheater.
Sposób pracy binarnej siłowni ORC, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że nośnikiem ciepła, który oddał energię w obiegu górnym podgrzewa się wstępnie do temperatury nasycenia i częściowo odparowuje się czynnik roboczy obiegu dolnego, który następnie całkowicie odparowuje się, ogrzewając go ciepłem skraplającego się czynnika obiegowego z górnego obiegu. Istota polega na tym, że nośnik ciepła ze źródła po opuszczeniu wymiennika ciepła obiegu górnego kierowany jest do podgrzewacza z obiegu dolnego, w którym nie tylko podgrzewa, ale także częściowo odparowuje czynnik roboczy obiegu dolnego. To częściowe odparowanie sprawia, że można zwiększyć strumień czynnika obiegowego w obiegu dolnym, co przekłada się na wzrost mocy układu i lepsze wykorzystanie energii ze źródła ciepła. Po wstępnym podgrzaniu w wymienniku ciepła czynnik roboczy obiegu dolnego jest już częściowo odparowany (jego stopień suchości jest większy od 0, x>0). Proces wygląda tak, że temperatura czynnika roboczego w trakcie przemiany w wymienniku ciepła wzrasta od temperatury skraplania do temperatury nasycenia (i tu mamy do czynienia ze zmianą temperatury). Po osiągnięciu temperatury nasycenia czynnika roboczy obiegu dolnego zaczyna odparowywać, ale jego temperatura się już nie zmienia (dzięki doprowadzeniu ciepła nastąpiła częściowe odparowanie).The binary ORC power plant operating method, according to the invention, is characterized by preheating the heat transfer fluid that has released energy in the upper circuit to its saturation temperature, partially evaporating the lower circuit's working fluid. The working fluid is then completely evaporated by being heated by the heat of the condensing upper circuit fluid. The essence of the process is that the heat transfer fluid from the source, after leaving the upper circuit's heat exchanger, is directed to the lower circuit's heater, where it not only heats but also partially evaporates the lower circuit's working fluid. This partial evaporation allows for an increased flow of the lower circuit's working fluid, which translates into increased system power and better utilization of energy from the heat source. After preheating in the heat exchanger, the lower circuit's working fluid is already partially evaporated (its dryness degree is greater than 0, x>0). The process involves the temperature of the working medium during the process in the heat exchanger increasing from the condensation temperature to the saturation temperature (and this is where the temperature change occurs). After reaching the saturation temperature, the working medium in the lower circuit begins to evaporate, but its temperature does not change (partial evaporation has occurred due to the addition of heat).
Układ binarnej siłowni ORC, według wynalazku, zasilany z dowolnego źródła ciepła składający się z dwóch obiegów z nisko wrzącym czynnikiem organicznym, a każdy z obiegów wyposażony jest w wymiennik ciepła turbozespół i pompę, przy czym oba obiegi mają wspólny wymiennik ciepła, charakteryzuje się tym, że wymiennik ciepła połączony jest z podgrzewaczem, który połączony jest ze źródłem ciepła co stanowi obieg dla nośnika ciepła po oddaniu przez niego ciepła w górnym obiegu siłowni. Źródło ciepła połączone jest z górnym obiegiem, który stanowi wymiennik ciepła połączony z górnym turbozespołem. Górny turbozespół połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz/skraplacz połączonym z górną pompą. Górna pompa połączona jest z wymiennikiem ciepła. Ze źródła ciepła dostarczana jest energia cieplna, za pośrednictwem nośnika ciepła do obiegu górnego (do wymiennika ciepła). Dolny obieg stanowi wymiennik ciepła typu parowacz/skraplacz połączony z dolnym turbozespołem. Dolny turbozespół połączony jest ze skraplaczem połączonym z dolną pompą. Dolna pompa połączoną jest z podgrzewaczem, który połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz/skraplacz.The binary ORC power plant system, according to the invention, powered by any heat source, consists of two circuits with a low-boiling organic medium, each equipped with a heat exchanger, a turbine unit, and a pump, with both circuits sharing a common heat exchanger. The heat exchanger is connected to a heater, which is connected to a heat source, which serves as a circuit for the heat carrier after it has released heat in the upper circuit of the power plant. The heat source is connected to the upper circuit, which consists of a heat exchanger connected to the upper turbine unit. The upper turbine unit is connected to an evaporator/condenser heat exchanger connected to the upper pump. The upper pump is connected to the heat exchanger. Thermal energy is supplied from the heat source via the heat carrier to the upper circuit (heat exchanger). The lower circuit is an evaporator/condenser heat exchanger connected to the lower turbine unit. The lower turbine unit is connected to a condenser, which is connected to a lower pump. The lower pump is connected to a heater, which is connected to an evaporator/condenser heat exchanger.
Sposób zasilania binarnej siłowni ORC z odpowiednią konfiguracją wymienników w obiegu dolnym polega na zastosowaniu w dolnym obiegu siłowni binarnej podgrzewacza, w którym możliwe będzie przeprowadzenie procesu podgrzewania czynnika roboczego obiegu dolnego do temperatury nasycenia oraz częściowe jego odparowanie przy wykorzystaniu nośnika ciepła opuszczającego obieg górny.The method of supplying the binary ORC power plant with an appropriate configuration of exchangers in the lower circuit consists in using a heater in the lower circuit of the binary power plant, in which it will be possible to carry out the process of heating the working medium of the lower circuit to the saturation temperature and partially evaporating it using the heat carrier leaving the upper circuit.
Taki zabieg powoduje zwiększanie efektywności wykorzystania ciepła doprowadzonego oraz zwiększenie strumienia czynnika roboczego w obiegu dolnym co bezpośrednio przekłada się na wzrost mocy całego układu. Sposób zasilania podgrzewacza obiegu dolnego zapewnia wzrost mocy układu, a tym samym zwiększa efektywność wykorzystania energii doprowadzanej do układu siłowni binarnej.This approach increases the efficiency of the supplied heat and increases the flow of the working fluid in the lower circuit, which directly translates into an increase in the power of the entire system. The method of powering the lower circuit heater increases the system's power, thus increasing the efficiency of the energy supplied to the binary power plant.
Wynalazek jest bliżej przedstawiony w poniższym przykładzie wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ siłowni binarnej dwuobiegowej, fig. 2 przedstawia rozkład temperatur nośnika ciepła i czynników obiegowych w klasycznej siłowni binarnej, fig. 3 przedstawia rozkład temperatur nośnika ciepła i czynników obiegowych w siłowni binarnej według wynalazku, której sposób pracy polega na przeprowadzeniu procesu podgrzewania i częściowego odparowania czynnika obiegowego obiegu dolnego w wymienniku ciepła- skutkuje to wzrostem strumienia masowego czynnika obiegowego obiegu dolnego, co bezpośrednio przekłada się na wzrost mocy całego układu. W tabeli przedstawiono parametry termiczne i kaloryczne w charakterystycznych punktach obiegu analizowanych siłowni wskazanych w przykładzie.The invention is further illustrated in the following example embodiment and drawing, where Fig. 1 shows a dual-circuit binary power plant system; Fig. 2 shows the temperature distribution of the heat carrier and circulating media in a classic binary power plant; and Fig. 3 shows the temperature distribution of the heat carrier and circulating media in a binary power plant according to the invention, whose method of operation involves heating and partial evaporation of the lower circuit circulating media in a heat exchanger. This results in an increase in the mass flow of the lower circuit circulating media, which directly translates into an increase in the power output of the entire system. The table presents thermal and calorific parameters at characteristic points in the cycle of the analyzed power plants indicated in the example.
PrzykładExample
Układ binarnej siłowni ORC zasilany ze źródła ciepła 1 składający się z dwóch obiegów z niskowrzącym czynnikiem organicznym. Wymiennik ciepła 2 połączony jest z podgrzewaczem 3, który połączony jest ze źródłem ciepła 1. Źródło ciepła 1 połączone jest z górnym obiegiem, który stanowi wymiennik ciepła 2 połączony z górną turbiną 4 i górnym generatorem 5. Górny generator 5 połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz/skraplacz 6 połączonym z górną pompą 7. Górna pompa 7 połączona jest z wymiennikiem ciepła 2. Dolny obieg stanowi wymiennik ciepła typu parowacz/skraplacz 6 połączony z dolną turbiną 8 i dolnym generatorem 9. Dolny generator 9 połączony jest ze skraplaczem 10 połączonym z dolną pompą 11. Dolna pompa 11 połączona jest z podgrzewaczem 3, który połączony jest z wymiennikiem ciepła typu parowacz/ skraplacz 6. Wymiennika ciepła typu skraplacz/parowacz 6, który jest elementem łączącym obieg górny z obiegiem dolnymBinary ORC power plant system powered by heat source 1 consisting of two circuits with a low-boiling organic medium. Heat exchanger 2 is connected to heater 3, which is connected to heat source 1. Heat source 1 is connected to the upper circuit, which is heat exchanger 2, connected to the upper turbine 4 and upper generator 5. Upper generator 5 is connected to an evaporator/condenser type heat exchanger 6, connected to the upper pump 7. Upper pump 7 is connected to heat exchanger 2. Lower circuit is an evaporator/condenser type heat exchanger 6, connected to the lower turbine 8 and lower generator 9. Lower generator 9 is connected to a condenser 10, connected to the lower pump 11. Lower pump 11 is connected to heater 3, which is connected to an evaporator/condenser type heat exchanger 6. Condenser/evaporator type heat exchanger 6, which is the element connecting the upper circuit with the lower circuit
Nośnik ciepła ze źródła ciepła 1 doprowadza się w pierwszej kolejności do wymiennika ciepła 2 obiegu górnego. Górna pompa 7 przetłacza czynnik obiegowy z wymiennika typu skraplacz/parowacz 6. Parę po rozprężeniu w górnej turbinie 4 kieruje się do wymiennika ciepła typu skraplacz/parowacz 6. Ciepło wydzielające się w trakcie skraplająca pary czynnika roboczego w obiegu górnym wykorzystuje się do odparowania i przegrzania czynnika roboczego w obiegu dolnym. Skraplaczem 10 odprowadza się ciepło do otoczenia. Dolną pompą 11 przetłacza się czynnik roboczy obiegu dolnego do podgrzewacza 3.The heat transfer fluid from heat source 1 is first fed to the upper circuit heat exchanger 2. The upper pump 7 pumps the circulating fluid from the condenser/evaporator heat exchanger 6. After expansion in the upper turbine 4, the steam is directed to the condenser/evaporator heat exchanger 6. The heat released during the condensation of the working fluid vapor in the upper circuit is used to evaporate and superheat the working fluid in the lower circuit. Condenser 10 discharges the heat to the environment. Lower pump 11 pumps the working fluid from the lower circuit to heater 3.
Czynnik obiegowy z górnego obiegu, który oddał energię w obiegu górnym, podgrzewa się wstępnie do temperatury nasycenia i częściowo odparowuje się czynnik roboczy obiegu dolnego, który następnie całkowicie odparowuje się, ogrzewając go ciepłem skraplającego się nośnika ciepła z górnego obiegu. Stosuje się czynnik obiegowy z górnego obiegu, którego temperatura po podgrzaniu wstępnym czynnika roboczego jest większa niż temperatura czynnika roboczego przed podgrzaniem wstępnym. W układzie nośnik ciepła ze źródła ciepła 1 kieruje się w pierwszej kolejności do obiegu górnego przez wymiennik ciepła 2, a następnie do podgrzewacza 3 obiegu dolnego. Następnie nośnik ciepła z podgrzewacza 11 obiegu dolnego kieruje się ponownie do źródła ciepła 1.The circulating medium from the upper circuit, which has released energy in the upper circuit, is preheated to its saturation temperature, and the working medium from the lower circuit is partially vaporized. This is then completely vaporized by heating it with the heat of the condensing heat carrier from the upper circuit. The circulating medium from the upper circuit is used, whose temperature after preheating the working medium is higher than the temperature of the working medium before preheating. In the system, the heat carrier from heat source 1 is first directed to the upper circuit through heat exchanger 2 and then to lower circuit heater 3. The heat carrier from lower circuit heater 11 is then directed back to heat source 1.
Zastosowanie w obiegu dolnym odpowiednio dobranego podgrzewacza 3 pozwala na podgrzanie czynnika roboczego obiegu dolnego do temperatury nasycenia i częściowe jego odparowanie. Taki zabieg powoduje zwiększenia strumienia czynnika roboczego w obiegu dolnym, co bezpośrednio wynika z równania bilansu energii wymiennika typu skraplacz/parowacz 6. Zwiększenie to musi być jednak skorelowane z jednoczesną analizą równania bilansu dla podgrzewacza 3. Wynika to z konieczności zachowania odpowiednich różnic temperatur pomiędzy czynnikami w podgrzewaczu 3. Dokładnie chodzi o to, ażeby temperatura nośnika ciepła na wypływie z podgrzewacza 3 była wyższa od temperatury czynnika roboczego doprowadzanego do podgrzewacza 3 z dolnej pompy 11. Procedura ta wymaga przeprowadzenia obliczeń iteracyjnych. Obliczenia przeprowadzono przy założeniu, że strumień masowy wody doprowadzanej ze źródła ciepła 1 do siłowni binarnej lub siłowni jednobiegowej (w celach porównawczych i w siłowni nośnik ciepła ze źródła kieruje się przez wymiennik na turbogenerator, a którego czynnik kieruje się na skraplacz, a następnie przetłacza pompą na wymiennik z którego kieruje się nośnik z powrotem do źródła ciepła) wynosi 1 kg/s. Temperatura wody doprowadzanej ze źródła ciepła 1 do siłowni binarnej wynosi tw1 = 120°C.The use of a properly selected heater 3 in the lower circuit allows the working medium in the lower circuit to be heated to its saturation temperature and partially evaporated. This procedure increases the working medium flow in the lower circuit, which is a direct result of the energy balance equation for the condenser/evaporator heat exchanger 6. However, this increase must be correlated with the simultaneous analysis of the balance equation for heater 3. This results from the need to maintain appropriate temperature differences between the media in heater 3. Specifically, the temperature of the heat carrier at the outlet of heater 3 must be higher than the temperature of the working medium supplied to heater 3 from the lower pump 11. This procedure requires iterative calculations. The calculations were carried out assuming that the mass flow of water supplied from heat source 1 to the binary power plant or single-speed power plant (for comparison purposes, in the power plant, the heat carrier from the source is directed through the exchanger to the turbogenerator, and the medium of which is directed to the condenser and then pumped to the exchanger from which the carrier is directed back to the heat source) is 1 kg/s. The temperature of the water supplied from heat source 1 to the binary power plant is tw1 = 120°C.
Temperatura pary przegrzanej dla czynnika roboczego w obiegu górnym wynosi t1 = 110°C (taką samą wartość temperatury przyjęto dla siłowni jednoobiegowej), a temperatura skraplania dla siłowni jednoobiegowej i obiegu dolnego siłowni binarnej tm = 30°C, a obiegu górnego t3= 68°C.The temperature of superheated steam for the working medium in the upper circuit is t1 = 110°C (the same temperature value was assumed for the single-circuit power plant), and the condensation temperature for the single-circuit power plant and the lower circuit of the binary power plant is tm = 30°C, and for the upper circuit t3 = 68°C.
PL 249488 Β1PL 249488 Β1
W tabeli 1 przedstawiono wyniki obliczeń dotyczące mocy siłowni referencyjnej (jednoobiegowej) oraz siłowni według wynalazku, w której w obiegu dolnym zastosowano czynnik R218. Temperatura czynnika na końcu procesu odparowania w obiegu górnym wynosiła te = 93°C, natomiast temperatura przegrzewu w obiegu dolnym ti = 68°C.Table 1 presents the calculation results for the power of the reference (single-circuit) power plant and the power plant according to the invention, in which the R218 refrigerant was used in the lower circuit. The temperature of the refrigerant at the end of the evaporation process in the upper circuit was te = 93°C, while the superheating temperature in the lower circuit was ti = 68°C.
TabelaTable
Moc siłowni jednobiegowej (dla tych samych zakresów temperaturowych co dla siłowni binarnej) wynosi 21,8 kW.The power of the single-speed power plant (for the same temperature ranges as for the binary power plant) is 21.8 kW.
Bazując na klasycznym podejściu obliczono, że w przypadku siłowni binarnej przy uwzględnieniu podgrzania czynnika w podgrzewaczu 11 tylko do temperatury nasycenia sumaryczna moc obu obiegów siłowni binarnej wynosi 27,1 kW.Based on the classical approach, it was calculated that in the case of a binary power plant, taking into account the heating of the medium in heater 11 only to the saturation temperature, the total power of both cycles of the binary power plant is 27.1 kW.
Po uwzględnieniu modyfikacji polegającej na dostosowaniu podgrzewacza 3 (zmiana powierzchni wymiany ciepła) można w nim poza podgrzaniem czynnika obiegowego obiegu dolnego także częściowo go odparować. Dla analizowanego przypadku stopień suchości pary mokrej czynnika obiegowego na wypływie z podgrzewacza 3 wynosił około x = 0,2. Po uwzględnieniu tego faktu sumaryczna moc obu obiegów siłowni binarnej wzrosła do 31,4 kW. Daje to ponad 15% wzrost mocy w stosunku do stosunku do siłowni binarnej, w której czynnik podgrzewamy w podgrzewaczu 3 do temperatury nasycenia.After taking into account the modification consisting in adapting preheater 3 (changing the heat exchange surface), in addition to heating the circulating medium in the lower circuit, it can also partially evaporate it. For the analyzed case, the degree of dryness of the wet vapor of the circulating medium at the outlet of preheater 3 was approximately x = 0.2. After taking this fact into account, the total power of both circuits of the binary power plant increased to 31.4 kW. This represents an increase of over 15% in power compared to the binary power plant, in which the medium is heated in preheater 3 to saturation temperature.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL447927A PL249488B1 (en) | 2024-03-05 | 2024-03-05 | Working method of the binary ORC engine and the layout of the binary ORC engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL447927A PL249488B1 (en) | 2024-03-05 | 2024-03-05 | Working method of the binary ORC engine and the layout of the binary ORC engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL447927A1 PL447927A1 (en) | 2025-09-08 |
| PL249488B1 true PL249488B1 (en) | 2026-04-27 |
Family
ID=96946651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL447927A PL249488B1 (en) | 2024-03-05 | 2024-03-05 | Working method of the binary ORC engine and the layout of the binary ORC engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL249488B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL415180A1 (en) * | 2015-12-10 | 2017-06-19 | Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie | System of the three-speed ORC power station |
| EP3458688B1 (en) * | 2016-05-18 | 2023-07-12 | Turboden S.p.A. | Cogenerative organic rankine cycle system |
| CN117072267A (en) * | 2023-09-28 | 2023-11-17 | 深圳大学 | A two-stage radial flow expander ORC cascade power generation system |
-
2024
- 2024-03-05 PL PL447927A patent/PL249488B1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL415180A1 (en) * | 2015-12-10 | 2017-06-19 | Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie | System of the three-speed ORC power station |
| EP3458688B1 (en) * | 2016-05-18 | 2023-07-12 | Turboden S.p.A. | Cogenerative organic rankine cycle system |
| CN117072267A (en) * | 2023-09-28 | 2023-11-17 | 深圳大学 | A two-stage radial flow expander ORC cascade power generation system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL447927A1 (en) | 2025-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW449642B (en) | Method of heating gas turbine fuel in a combined cycle power plant using multi-component flow mixtures | |
| US4232522A (en) | Method and apparatus for utilizing waste heat from a flowing heat vehicle medium | |
| Xu et al. | Effect of the critical temperature of organic fluids on supercritical pressure Organic Rankine Cycles | |
| RU99128094A (en) | EXHAUST GAS HEAT REGENERATION IN AN ORGANIC ENERGY CONVERTER USING THE INTERMEDIATE LIQUID CYCLE | |
| JP2010540837A (en) | Cascade type organic Rankine cycle (ORC) system using waste heat from reciprocating engine | |
| EA000058B1 (en) | METHOD FOR CONVERSION OF HEAT TO USEFUL ENERGY AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2005101642A (en) | WASTE HEAT STEAM GENERATOR | |
| UA53748C2 (en) | Gas and steam turbine plant and method for operating such an installation | |
| DK145242B (en) | COMBUSTION ENGINE SYSTEM WITH A TURBOLED, WATER COOLED ENGINE | |
| CN101705849B (en) | Self-coupling cold source heat pump circulating device of low-temperature exhaust heat power generating system in low temperature exhaust steam condensation process | |
| KR101282091B1 (en) | Power Generation System of cold energy utilization | |
| US3461667A (en) | Method and apparatus for mixing gas and steam in a gas turbine plant | |
| WO2009045117A2 (en) | A method of utilising low- and medium-temperature heat sources and media and a system for utilising low- and medium-temperature heat sources and media | |
| PL249488B1 (en) | Working method of the binary ORC engine and the layout of the binary ORC engine | |
| JP7290520B2 (en) | ORC power generation system | |
| US20130318972A1 (en) | Gas turbine apparatus with improved exergy recovery | |
| RU2065062C1 (en) | Multistage evaporating plant of combined-cycle cogeneration station | |
| Touaibi et al. | An energy investigation of an Organic Rankine Cycle utilizing three organic fluids | |
| NO338183B1 (en) | PREVENTMATE AG AG DEVICE FOR UTILIZATION OF PLASTIC HEAT | |
| PL230554B1 (en) | System of the three-speed ORC power station | |
| PL229566B1 (en) | Method for feeding the two speed ORC power plant and the arrangement of the the two speed ORC power plant | |
| Kucuk et al. | Simulation and thermodynamic analysis of a regenerative and recuperative organic Rankine cycle | |
| RU2582536C1 (en) | Trigeneration cycle and device therefor | |
| Wiśniewski et al. | Power increase of the power plant with single-circuit ORC plant with a wet medium, supplied with water in appropriate proportions from the Lower and Middle Triassic Reservoirs | |
| KR200449716Y1 (en) | Direct heat generator |