专利汇可以提供机械发电/电力发电系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且通过使用CO2作为 工作 流体 来运行第一和第二嵌套循环来发电,而不在嵌套循环之间混合工作流体。第一循环包括在低压条件下运行的半开环,其中CO2处于亚 临界状态 ,第二循环包括在CO2为超临界的较高压 力 条件下运行的闭环。第一循环在布雷顿循环中操作,包括在低压条件下于 燃烧室 中 氧 燃烧 碳 氢化合物,优选为LNG,膨胀发电以提供第一电源,在换热器中冷却,压缩,通过逆流经由换热器重新加热,并将由换热器加热的工作流体返回到燃烧室中。将氧燃烧步骤产生的 水 和过量的二氧化碳从第一循环中分离出来。,下面是机械发电/电力发电系统专利的具体信息内容。
1.发电方法,包括:使用CO2作为工作流体来操作第一和第二嵌套循环,而在嵌套循环之间不混合工作流体,所述第一循环包括在CO2为亚临界的低压条件下操作的半开环,和所述第二循环包括在CO2为超临界的较高压力条件下操作的闭环;第一循环在布雷顿循环中操作,包括在低压条件下于燃烧室中氧燃烧碳氢化合物,优选LNG,膨胀发电以提供第一电源,在换热器中冷却,压缩,经由所述换热器通过逆流通道再加热,换热器加热的工作流体返回燃烧室;由所述第一循环中分离出的所述氧燃烧产生的水和过量的CO2;第一循环通过气体/气体热交换器中的气体/气体热交换用作第二循环的热源,其导致第一循环中燃烧产物的冷却和工作流体的循环以及所述第二循环中工作流体的加热;第二循环在布雷顿循环中操作,包括在所述第二循环中由所述气体/气体热交换器加热工作流体,膨胀发电以获得第二电源,在第一和第二换热器步骤中分两阶段冷却,压缩,经由第一换热器步骤进行再加热,以及将由第一换热器步骤加热的工作流体返回至气体/气体热交换器;所述压缩步骤之后的第一循环中的工作流体通过第二换热器步骤通过逆流通道第二循环中的工作流体加热。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一循环中冷却所述燃烧产物和工作流体的所述步骤发生在所述膨胀步骤之前。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述膨胀步骤由单个第一涡轮机执行,且其中,在所述第一循环中,所述气体/气体热交换器位于所述第一涡轮机的上游。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一循环中的所述膨胀步骤在所述冷却燃烧产物和工作流体的步骤之前进行。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一循环中的所述膨胀步骤由多个第一涡轮机执行,其中至少一个位于所述气体/气体热交换器的上游。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,进一步包括冷却工作流体,包括在冷却冷凝器的所述换热器中已经进行冷却的所述第一循环中的燃烧产物,且其中通过将冷凝水与剩余的气态工作流体分离,在所述第一循环中所述冷却冷凝器冷却之后并且在所述压缩步骤之前,从所述第一循环中分离出水。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,用于所述第一循环的碳氢燃料由基本上纯的甲烷组成,且其中,在进一步纯化之后,所述分离的冷凝水提供了饮用水源。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,所述第二循环中的工作流体的最高温度不大于800℃,并且所述第二循环中的最大压力不大于400bar。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述第二循环中的工作流体的最高温度在700℃至800℃之间,并且所述第二循环中的最大压力在200bar至400bar之间。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中,所述第一循环中的最大压力不大于
30bar。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,在所述第一循环中的最大压力在20bar和30bar之间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,在所述压缩步骤之后,从所述第一循环中去除过量的CO2以便存储或隔离。
13.适于在第一嵌套循环和第二嵌套循环中利用CO2作为工作流体而在嵌套循环之间不混合工作流体的情况下提供机械能/电能的装置,第一循环在其中CO2为亚临界的低压条件下运行,第二循环在其中CO2为超临界的高压条件下运行;所述装置包括:第一装置,其连接用于提供第一循环,并且包括适于在低压条件下于氧中燃烧碳氢化合物的燃烧室,优选LNG燃烧室;至少一个第一涡轮机,其适于使包括燃烧产物的工作流体膨胀以提供第一电源;用于冷却来自第一涡轮机的膨胀流体的第一换热器,第一压缩机,用于使工作流体从第一压缩机经由通过所述第一换热器的逆流通道返回燃烧室的第一流体联轴器,以及用于去除第一循环中的水和过量二氧化碳的分离器;气体/气体热交换器,适于在所述第一循环中冷却燃烧产物和工作流体,并适于通过与第一循环中所述燃烧产物和工作流体的气体/气体热交换而用作第二循环的热源;和第二装置,连接到气体/气体热交换器上以提供第二循环,包括第二涡轮机,适于使来自气体/气体热交换器的受热第二循环工作流体膨胀以提供第二电源,两级换热器装置用于在第一级换热器中以及随后在第二级换热器中冷却来自第二涡轮机的膨胀工作流体;第二压缩机,从两级换热器装置接收工作流体,以及第二流体联轴器,用于将所述第二循环中来自第二涡轮机的工作流体经由流过第一级换热器的反向流体返回到气体/气体热交换器中,从而被加热;第一流体联接器联接至第二级换热器以在第一循环中加热工作流体,然后在第一换热器中进一步加热工作流体。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述第一装置包括单个第一涡轮机,所述气体/气体热交换器位于第一涡轮机的上游。
15.根据权利要求13所述的装置,其中,所述第一装置包括单个第一涡轮机,所述气体/气体热交换器位于第一涡轮机的下游。
16.根据权利要求13所述的装置,其中,所述第一装置包括多个第一涡轮机,其中至少一个位于气体/气体热交换器的上游。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的装置,其中,冷却冷凝器连接至所述第一换热器上,以在所述第一循环中将所述工作流体和燃烧产物和冷凝水供送到所述分离器之前从其接收工作流体以及燃烧产物和冷凝水。
18.适用于船舶的独立式电力系统,包括权利要求13至17中的任一项所述的装置,其中,所述第一电源和第二电源之一适于提供机械驱动以推进所述船舶,而另一个适用于为船舶供电。
19.根据权利要求18所述的独立式电力系统,还包括适于处理分离的水以为所述船舶提供饮用水源的处理设备。
20.适于在隔离的油井或气井钻探设施中使用的独立式电力系统,其包括根据权利要求13至17中任一项所述的装置,其中,所述第一电源和第二电源之一适于提供机械驱动以推进钻头,另一个适合为设施供电。
21.根据权利要求20所述的独立式电力系统,其中,还包括处理设备,用于处理所述分离的水以为所述设施提供饮用水源。
22.适于在孤立的油气井钻井设施中使用的独立式电力系统,且包括根据权利要求13至17中的任一项所述的装置,还包括用于处理分离水以为设施提供饮用水源的处理设备,以及适于将去除的多余CO2注入地面以增强油气回收或隔离CO2的注入装置。
23.化工厂或石油化工厂或精炼厂,其具有包括权利要求13至17中任一项所述设备的集成独立式电力系统,其中,从所述设备中去除的过量CO2用作过程中使用或分离的CO2源,从设备中分离出的水用作过程使用的水源,或可进行处理以提供工厂或精炼厂的饮用水源,且来自设备的过量热量用作过程中使用的热源。
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