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KR880010218A - 직접 연소되는 동력 사이클 장치 및 방법 - Google Patents

직접 연소되는 동력 사이클 장치 및 방법 Download PDF

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KR880010218A
KR880010218A KR1019880001681A KR880001681A KR880010218A KR 880010218 A KR880010218 A KR 880010218A KR 1019880001681 A KR1019880001681 A KR 1019880001681A KR 880001681 A KR880001681 A KR 880001681A KR 880010218 A KR880010218 A KR 880010218A
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heat
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아이. 캘리나 알렉산더
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아이. 캘리나 알렉산더
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F01K25/06—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 mixtures of different fluids
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Abstract

내용 없음

Description

직접 연소되는 동력 사이클 장치 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1도는 본 발명의 방법 및 장치를 나타내는 첫 번째 구체적 실례의 공정도이다.
제 2도는 본 발명의 방법 및 장치를 나타내는 두 번째 실례의 공정도이다.

Claims (25)

  1. 하기의 단계를 포함하는 열역학 사이클을 수행하는 방법 : 기스상 작동유분의 에너지를 유용한 형태로 바꾸기 위하여 가스상 작동유분을 팽창시키는 단계 ; 팽창된 가스상 작동유분으로부터 회수유분을 제거시키는 단계 ; 회수유분을 회수유분중에 함유된 것보다 높은 함량의 고비점 성분을 가지는 희박유분과 결합시켜 합성유분을 형성하는 단계 ; 열을 공급하기 위하여 합성유분을 응축시키는 단계 ; 액체유분을 형성하기 위하여 합성유분을 분리시키는 단계 ; (상기 희박유분의 일부분을 형성하는 상기 액체유분은 회수유분 및 증기유분과 결합한다)
    상기 합성유분이 응축하는 온도보다 낮은 온도에서 증발하는 접근하는 액체 작동유분을 형성시키는 단계 ; 및 상기 합성유분을 응측시킴으로서 생긴 상기 열을 이용하여 상기 접근하는 액체 작동유분을 증발시켜 상기 가스상 작동 유분을 형성하는 단계.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가스상 작동유분으로부터 폐유분을 제거하고 폐유분의 에너지를 유용한 형태로 바꾸기 위하여 폐유분을 팽창시키고, 액체 작동유분을 합성유분에서 전달된 열로 증발시키기 앞서서 폐유분을 액체 작동유분과 결합시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 합성유분을 분리하기 앞서서 감소된 압력을 팽창시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 가스상 작동유분은 팽창되기 앞서서 회수유분 및 폐유분과 열교환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 합성유분은 팽창되기 앞서서, 희박유분 및 액체 작동유분과 열교환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 합성유분은 팽창이 된 이후 아직 팽창되지 않은 합성유분의 일부분과 열교환되며, 합성유분을 분리하기 앞서서 폐유분과 열교환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 폐유분은 액체 작동유분과 결합하기 앞서서 가스상 작동유분의 일부분과 열교환되며, 액체 작동유분의 일부분과 열교환 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 희박유분은 합성유분의 분리로부터 형성된 액체 유분의 압력보다 높은 압력으로 펌프질되며, 상기 희박유분은 고압으로 펌프질 된후에 회수유분과 결합하기에 앞서서 합성유분과 열교환되어 합성유분을 형성하며, 상기 액체 작동유분은 처음 형성될 때 액체 작동유분의 압력보다 높은 압력으로 펌프질되며, 상기 고압액체 작동유분은 합성 및 폐유분으로부터 액체 작동유분까지 전달된 열이 액체 작동유분을 증발시켜 가스상 작동유분을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 하기의 단계를 포함하는 열역학 사이클을 수행하는 방법 : 가스상 작동 유분을 초가열시키는 단계 ; 초과열된 가스상 작동 유분의 에너지를 유용한 형태로 바꾸기 위하여 초가열된 가스상 작동유분을 팽창시키는 단계 ; 팽창된 가스상 작동유분을 회수유분 및 폐유뷴으로 나누는 단계; 폐유분을 재가열시키고 재강열된폐유분의 냉각을 가스성 작동 유분을 초과열 하는데 사용되는 열을 전달한다.
    회수유분을 회수유분보다 높은 함량의 고비점 성분을 가지는 희박유체와 결합시켜, 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는데 요구되는 온도범위보다 높은 온도범위상에 응축하는 합성유분을 형성하는 단계 ; 합성유분을 응축하여 접근하는 액체 작동유분을 증발을 위한 열을 제공하는 단계 ; (액체 작동유분의 증발은 액체 작동유분을 가스상 작동유분으로 바꾸며, 희박유분에 열을 제공한다)
    합성유분을 냉각 및 응축하여 액체 작동유분을 예열하는 단계 ; 합성유분을 팽창시켜 합성유분의 압력을 감소시키는 단계 ; 팽창된 합성유분의 제 1부분을 아직 팽창되지 않은 동일한 합성유분의 역류유분으로부터 전달된 열 및 상기 폐유분에서 전달된 열로 부분 증발시키는 단계 ; 희박유분, 및 증기유분을 생성하는 액체 유분을 형성하기 위하여 부분적으로 증발된 합성유분을 분리하는 단계 ; 예비 응축된 작동유분을 형성하기 위해 증기유분을 팽창된 합성유분의 제 2부분과 결합시키고, 액체 작동유분을 만들어내기 위해 예비 응축된 작동유분을 응축시키는 단계 ; 부분적으로 증발된 합성유분의 분리에서 생성된 액체유분의 압력보다 높은 압력으로 희박유분을 펌프질 하는 단계 ; 고압 희박유분을 희박유분과 회수유분을 결합함으로서 형성된 합성유분의 역류유분으로 가열하는 단계 ; 상기 예비 응축된 작동 유분의 응축으로 평성된 액체 작동유분을 보다 높은 압력으로 펌프질하여 고압 액체 작동유분을 형성하는 단계 ; 고압 액체 작동유분을 합성유분 및 폐유분의 역류 유분에서 전달된 열로 예열시키는 단계 ; 및 예열된 고압 액체 작동유분을 합성유분에서 전달된 열로 증발시켜 가스상 작동유분을 생성시키는 단계.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 회수유분을 제 1회수유분 및 제 2회수유분으로 나누고, 상기 제 1회수유분을 상기 희박유분과 결합시켜 상기 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는 열을 제공하기 위해 제 1합성유분을 형성시키고, 상기 제 1합성유분이 상기 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는 열을 제공한 뒤에 상기 제 1합성유분을 상기 제 2회수유분과 결합시켜 상기 액체 작동유분을 예열하는데 사용되는 상기 합성유분을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 폐유분에서 나온 열이 가스상 작동유분을 초과열시키는데 사용된 이후에, 폐유분에서 나온열이 액체 작동유분의 일부분을 증발시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 하기의 단계를 포함하는 열역학 사이클을 수행하는 방법 : 가스상 작동 유분을 초가열시키는 단계 ; 초과열된 가스상 작동 유분의 에너지를 유용한 형태로 바꾸기 위하여 초가열된 가스상 작동유분을 팽창시키는 단계 ; 팽창된 가스상 작동유분을 회수유분 및 폐유분으로 나누는 단계 ; 폐유분을 재가열하고 재가열된 폐유분을 팽창시키는 단계 ; 폐유분을 팽창시킨후에 회수유분 및 폐유분을 냉각시키는 단계 ; (회수유분과 폐유분의 냉각은 가스상 작동유분을 초가열하는데 사용되는 열을 전달한다).
    회수유분을 회수유분보다 높은 함량의 고비점 성분을 가지는 희박유체와 결합시켜 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는데 요구되는 온도범위보다 높은 온도범위상에 응축하는 합성유분을 형성하는 단계 ; 합성유분을 응축하여 접근하는 액체 작동유분을 증발을 위한 열을 제공하는 단계 ; (액체 작동유분의 증발은 액체 작동유분을 가스상 작동유분으로 전환시킨다.)
    합성유분을 냉각 및 응축하여 희박유분을 가열시키고, 액체 작동유분을 예열시키는 단계 ; 폐유분에서 나온 열로 가스상 작동유분을 초가열시키는데 사용한 이후에 액체 작동유분을 폐유분에서 나온 열로 예열 및 부분증발시키는 단계 ; 합성유분을 팽창시켜 합성유분의 압력을 감소시키는 단계 ; 팽창된 합성유분의 제 1부분을 아직 팽창되지 않은 동일한 합성유분의 역류유분으로부터 전달된 열, 및 상기 폐유분에서 전달된 열로 부분적으로 증발시키는 단계 ; 제 1액체 유분을 형성하기 위하여 분리기중의 부분 증발된 합성유분을 분리하여 희박유분 및 제 1증기 유분을 생산하는 단계 ; 제 1증기 유분을 스쿠루우버중의 팽창된 합성유분의 제 2부분, 상기 스크루우버에서 흘러나온 제 2액체 및 제 2증기 유분과 결합시키는 단계 ; 상기 분리기에서 나온 상기 제제1액체유분을 상기 스크루우버에서 나온 상기 제 2액체유분과 결합시켜 상기 희박유분을 형성시키는 단계 ; 희박유분을 부분적으로 증발된 합성유분의 분리로부터 생성된 제 1액체 유분의 압력보다 높은 압력으로 펌프질하는 단계 ; 합성유분을 팽창시킨후에, 이상기 스크루우버에서 나온 제 2증기 유분을 합성유분의 제 3부분과 결합시켜 미리-응축된 유분을 형성하고, 및 미리-응축된 유분을 응축시켜 액체 작동유분을 생성하는 단계 ; 희박유분을 보다 높은 압력으로 펌프질한 후에 희박유분과 회수유분을 결합시켜 형성된 합성유분의 역류유분에서 나온 열로 희박유분을 가열하는 단계 ; 미리 응축된 작동유분을 응축함으로서 형성된 액체 작동유분을 보다 높은 압력으로 펌프질하는 단계 ; 액체 작동유분을 보다 높은 압력으로 펌프질한 후에 합성유분 및 폐유분의 역류유분에서 전달된 열로 예열시키는 단계 ; 및 예열된 작동유분을 합성유분 및 폐유분에서 전달된 열로 증발시켜, 상기 가스상 작동 유분을 생성하는 단계 ;
  13. 열 역학적 사이클을 수행하기 위하여, 하기의 수단으로 구성되는 장치 ; 가스상 작동유분의 에너지를 유용한 형태로 바꾸기 위하여 가스상 작동 유분을 팽창시키는 수단 ; 상기 팽창된 가스상 작동유분에서 회수유분을 제거시키는 수단 ; 회수유분을 회수유분중에 함유된 것보다 높은 함량의 고비점 성분을 가지는 희박유분과 결합시켜 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는데 요구되는 온도보다 높은 온도 범위상에서 응축하는 합성유분을 형성시키는 제 1유분 혼합기 ; 가스상 작동유분을 형성하기 위하여 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는 열을 공급하도록 합성유분을 응축하는 열교환기.
    희박유분 1 및 증기유분의 일부분을 형성하는 액체유분을 형성하기 위하여 합성유분을 분리하는 중력 분리기.
    열교환기에서의 합성유분에 의해 증발된 액체 작동유분을 형성하는 응축기.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 가스 작동유분으로부터 제거되는 폐유분을 팽창시켜 유용한 형태의 에너지로 변환하는 수단을 더욱 포함하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 합성유분을 분리하기전에, 합성유분을 팽창시켜 감압하는 수단을 더욱 포함하는 장치.
  16. 제 14항에 있어서, 팽창시키기 전에, 가스작동 유분을 회수유분과 열교환할 수 있는 제 2열교환기 및 가스작동 유분을 폐유분과 열교환할 수 있는 제 3열교환기를 더욱 포함하는 장치.
  17. 제 15항에 있어서, 팽창시키기 전에, 합성유분을 희박유분 및 액체 작동유분과 열교환하여 액체 작동유분 및 액체 작동유분을 예열하는 제 2열 교환기를 더욱 포함하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 팽창된후에, 제 1부의 합성유분을 팽창되기 전의 합성유분과 열교환할 수 있는 제 3열교환기, 및 제 1부의 합성유분을 분리하기 전에 열을 폐유분으로부터 제 1부의 합성유분으로 전달하는 제 4열 교환기를 더욱 포함하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 폐유분을 가스작동 유분과 열교환 할 수 있는 제 5열교환기 및 폐유분을 액체 작동유분과 열교환하여 액체 작동유분을 예열 및 증발시키는 제 6 및 제 7열교환기를 더욱 함유하는 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 합성유분의 분리로부터 형성되는 액체유분의 압력보다 높은 압력으로 희박유분을 펌핑하는 제 1펌푸, 고압으로 펌핑, 회수유분과 결합하기전에, 희박유분을 합성유분과 열 교환하여 합성유분을 형성하는 제 2열교환기, 응축기로부터 흐르는 액체 작동유분의 압력보다 높은 압력으로 액체 작동유분을 펌핑하는 제 2펌푸, 고압으로 펌핑후, 상기 액체 작동유분을 합성유분과 열교환하여 액체 작동유분을 예열하는 제 2열 교환기로 더욱 구성되는 장치.
  21. 열역학적 사이클을 수행하기 위하여, 하기의 수단으로 구성되는 장치.
    가스작동 유분을 초가열하는 가열기 ; 초가열된 가스작동 유분을 팽창시켜 유용한 형태의 에너지로 변환하는 장치 ; 팽창된 가스작동 유분을 회수유분과 폐유분으로 분리하는 제 1유분 분리기 ; 폐유분을 재가열하는 재가열기 및 재가열후, 재가열된 폐유분을 팽창시키는 장치 ; 폐유분의 팽창후에, 가스작동유분을 초가열하기 위하여 회수유분과 폐유분을 냉가시켜 열을 전달하는 제 1 및 제 2열교환기 ; 회수유분보다 높은 함량의 고-비점 성분을 가진 희박유분과 회수유분을 결합하여, 액체의 접근 작동유분을 증발시키는데 필요한 온도 범위보다 높은 온도범위로 응축하는 합성유분을 형성하는 제 1유분 혼합기 ; 접근 액체 작동유분을 부분적으로 증발시키는 열을 제공하기 위하여 합성유분을 응축시킴으로서, 액체 작동유분을 가스작동 유분으로 변환하는 제 3열 교환기 ; 합성유분의 압력을 감소시키기 위하여 합성유분을 팽창시키는 장치 ; 제 1부의 팽창된 합성유분을 팽창되지 않은 동일한 역류의 합성유분으로부터 전달된 열로 부분증발시키는 제 4열 교환기 및 제 1부의 팽창된 합성유분을 상기 폐유분으로부터 전달된 부분 증발시키는 제 5열 교환기 ; 희박유분부와 제 1증기유분을 형성하는 부분 증발된 제 1부의 합성유분을 분리하여 제 1액체 유분을 형성하는 중력분리기; 팽창된 제2부의 합성유분과 제1증기유분을결합한 다음, 제 2증기 및 제 2액체 유분을 배출하는 스크루우버 ; 제 1액체 유분과 제 2액체 유분을 결합하의 상기 희박유분을 형성하는 제 2유분 혼합기 ; 부분적으로 증발된 제 1부의 합성유분의 분리에 의해 생성된 제 1액체 유분의 압력보다 높은 압력으로 희박유분을 펌핑하는 제 1펌푸 ; 예비응축된 작동유분을 형성하기 위하여 제 3부의 팽창된 합성유분을 제 2부의 증기유분과 결합하는 제 3유분 혼합기 ; 액체 작동유분을 형성하기 위하여 예비 응축된 작동유분을 응축시키는 응축기 ; 및 응축기에서 배출된 후, 액체 작동유분의 압력보다 높은 압력으로 액체 작동유분을 펌핑하는 제 2펌푸(여기서, 고압력의 액체 작동유분은 가스작동 유분을 생성하기 위하여 제 3열교환기에서 증발됨)
  22. 제 21항에 있어서, 상기 접근하는 액체 작동유분을 증발시키는 열을 전달하기 위하여 제 1합성유분을 형성하기 위하여 상기 제 1회수유분과 상기 희박유분을 결합시키는, 상기 회수유분을 제 1회수유분과 제 2회수유분으로 분리하기 위한 제 2유분 분리기, 및 상기 제 1합성유분이 상기 액체 작동유분을 예열시키기 위하여 사용된 상기 합성유분을 형성하기 위하여 상기 접근하는 액체 작동유분을 증발시킬 열을 전달시킨후에 상기 제 2회수유분과 상기 제 1합성유분을 결합시키기 위한 제 4유분 혼합기를 포함하는 방법.
  23. 제 21항에 있어서, 합성유분에서 나온 열로 희박유분 및 작동유분을 예열할 수 있도록 한 제 6열 교환기, 및 폐유분에서 나온 열로 가스상 작동유분의 일부를 형성하기 위하여 액체 작동유분의 일부분을 예열 및 증발시킬 수 있도록 한 제 7 및 제 8열교환기를 포함하는 장치.
  24. 열역학적 사이클을 수행하기 위하여, 하기의 수단으로 구성되는 장치 : 가스작동 유분을 초가열하는 가열기 ; 초가열된 가스작동 유분을 팽창시켜 유용한 형태의 에너지로 변환하는 장치 ; 팽창된 가스작동 유분을 회수유분과 폐유분으로 분리하는 제 1유분 분리기 ; 폐유분을 재가열하는 재가열기, 및 재가열후, 재가열된 폐유분을 팽창시키는 장치 ; 폐유분의 팽창후에, 가스작동 유분을 초가열하기 위하여 회수유분과 폐유분을 냉각시켜 열을 전달하는 제 1 및 제 2열교환기 ; 회수유분보다 높은 함량의 고-비점성분을 가진 희박유분과 회수유분을 결합하여, 액체의 접근 작동유분을 증발시키는데 필요한 온도범위보다 높은 온도범위로 응축하는 합성유분을 형성하는 제 1유분 혼합기 ; 접근액체 작동유분을 부분적으로 증발시키는 열을 제공하기 위하여 합성유분을 응축시킴으로서, 액체 작동유분을 가스작동 유분으로 변환하는 제 3열교환기, 희박흐름 및 액체 작동흐름을 예열하기 위하여 합성 스트림을 냉각 및 응축하기 위한 제 4열교환기 ; 합성유분의 압력을 감소시키기 위하여 합성유분을 팽창시키는 장치 ; 제 1부의 팽창된 합성유분을 아직 팽창되지 않은 동일한 합성유분의 역류유분으로부터 전달된 열로 부분 증발시키는 제 5열교환기, 및 상기 폐유분으로부터 전달된 열로 하여금 팽창된 합성유분의 제 1부분을 부분적으로 증발시킬수 있는 제 6열 교환기 ; 희박유분 부분과 제 1증기유분을 형성하는 부분증발된 제 1부의 합성유분을 분리하여 제 1액체 유분을 형성하는 중력분리기 ; 팽창된 제 2부의 합성유분과 제 1증기유분을 결합한 다음, 제 2증기 및 제 2액체 유분을 배출하는 스쿠루우버 ; 제 1액체 유분과 제 2액체 유분을 결합하여 상기 희박유분을 형성하는 제 2유분 혼합기 ; 부분적으로 증발된 제 1부의 합성유분의 분리에 의해 생성된 제 1액체유분의 압력보다 높은 압력으로 희박유분을 펌핑하는 제 1펌부 ; 가스상작동유분에 열을 전달시킨후에, 가스상 작동유분의 일부분을 형성하기 위하여 액체 작동유분을 증발하도록 액체 작동유분에 폐유분에서 나온 열을 전달시키기 위한 제 7열교환기 및 폐유분에서 나온 열로 하여금 액체 작동유분을 예열하도록 하는 제 8열교환기 ; 예비 응축된 작동유분을 형성하기 위하여 제2증기유분과 제2부분의 팽창된 합성유분을 혼합하기 위한 제2유분 혼합기; 액체 작동유분을생산하기 위하여 예비-응축된 작동유분을 응축하기 위한 응축기 ; 및 응축기로부터 나온 액체 작동유분을 제 4 및 제 5열교환기에서 예열시키기전에 보다높은 압력으로 펌핑하기 위한 제 2펌프.
  25. 제 22항에 있어서, 초가열된 가스상 작동유분을 팽창시키는 수단은 터어빈이며, 재가열된 폐유분을 팽창시키는 수단은 터어빈이며, 합성유분을 팽창시키는 수단은 수력 터어빈인 것을 특징으로 하는 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019880001681A 1987-02-17 1988-02-17 직접 연소식(direct fired)동력 사이클을 수행하는 장치 및 방법 KR940002718B1 (ko)

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US07/015,102 US4732005A (en) 1987-02-17 1987-02-17 Direct fired power cycle
US015,012 1987-02-17

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KR880010218A true KR880010218A (ko) 1988-10-07
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