用于从双热源回收废热的系统和方法
【专利摘要】本发明提供一种废热回收系统，所述废热回收系统包括热回收循环系统，所述热回收循环系统连接到温度不同的至少两个单独热源。所述热回收循环系统连接到第一热源和至少一个第二热源。所述热回收循环系统配置用于循环工作流体。所述至少一个第二热源包括温度低于所述第一热源的热源。所述工作流体能够以热交换关系循环穿过第一热交换单元、第二热交换单元，以加热所述热回收循环系统中的所述工作流体。所述第一热交换单元连接到所述至少一个第二热源，以将工作流体的冷却流的至少一部分加热到大幅升高的温度。
【专利说明】用于从双热源回收废热的系统和方法
【技术领域】
[0001]本说明书中公开的实施例总体上涉及发电领域，具体来说，涉及一种从温度不同的多个热源回收废热以用于发电的系统和方法。
【背景技术】
[0002]各种工业和商业工艺和操作中会产生大量废热。示例性废热源包括来自供暖组件、蒸汽锅炉、发动机和冷却系统的排出气流和热量。许多烧燃料的发动机除了在高温下产生排出气流之外，还在润滑油、冷却流体或压缩机中间冷却器空气中的较低温度下释放热量。尽管可以使用及底循环来从发动机释放的热废气中回收额外的电能或轴动力，这些循环通常未经配置以有效利用可用的较低温热源。
[0003]当废热为轻度时，例如，当废热温度低于300摄氏度时，例如，传统热回收系统的运作效率不足以以成本有效的方式进行能量回收。最终结果是大量废热仅仅被废弃到大气、地面或水中。
[0004]一种从废热发电的方法包括单循环系统或双循环系统，用于不同温度位的废热源的热回收应用中。单循环构造使用中间加热流体从串行布置的热交换单元中的不同废热位置收集热量。这种“全内置”构造能够减小最高所得流体蒸汽温度，因为各个不同温度位热源的可用热量得到混合。这种构造的不理想结果是降低了卡诺效率。在双循环构造中，高温热源在上回路中加热高沸点液体，而低温热源在单独的下回路中加热低沸点液体。但是，所述双循环系统的性能通常优于单循环，双循环系统中的部件更复杂并且需要更多部件。因此，双循环系统的总成本大幅增加。
[0005]在用于从废热发电的另一种传统系统中，利用废热的级联式有机兰金循环系统包括一对有机兰金循环系统，包括两种工作流体。所述循环相联合，并且对应的有机工作流体被选择为使得第一有机兰金循环的有机工作流体在高于第二有机循环的有机工作流体的沸点的冷凝温度下冷凝。第一有机兰金循环系统的冷凝器以及第二有机兰金循环的蒸发器共用单个公共热交换器。级联式有机兰金循环系统在特定温度范围内将余热转换成电力，但不在广温度范围内回收废热，因为在较高温度下迅速降解的趋势将有机流体的温度上限限于约250°C。
[0006]需要一种能够有效地利用单一工作流体在广温度范围内从多个热源回收废热的系统。
【发明内容】
[0007]根据本说明书中公开的一个示例性实施例，本发明提供一种废热回收系统，所述废热回收系统包括生热系统和热回收系统。所述生热系统包括温度不同的至少两个单独热源。所述至少两个单独热源包括第一热源和至少一个第二热源。所述热回收系统配置用于循环单一工作流体，并且包括加热器、第一热交换单元以及第二热交换单元。所述加热器配置用于以与高温流体呈热交换关系的方式循环工作流体，从而蒸发所述工作流体。所述第一热交换单元连接到所述加热器，其中蒸发的工作流体能够以热交换关系循环穿过所述第一热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体的至少一部分。所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第二热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体的至少一部分。所述热回收循环系统连接到至少两个单独热源中的第一热源以及至少两个单独热源中的至少一个第二热源。所述热回收循环系统配置用于从第一热源和第二热源去除热量。
[0008]根据本说明书中公开的一个示例性实施例，本发明提供一种废热回收系统，所述废热回收系统包括燃烧发动机以及热回收循环系统。所述燃烧发动机包括:一个热源，所述热源具有发动机排气单元；以及至少一个额外热源，所述热源选自包括以下项的群组:较低温度中间冷却器、较高温度中间冷却器、低压压缩机排气单元或者其组合。所述一个热源包括温度高于所述至少一个额外热源的热源。所述热回收循环系统包括加热器、冷却单元、至少两个膨胀器、第一热交换单元和第二热交换单元。所述热回收循环系统连接到所述发动机排气单元和至少一个额外热源，并且配置用于循环工作流体。所述第一热交换单元连接到所述加热器和所述至少一个额外热源，其中工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第一热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体。所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第二热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体。所述热回收循环系统配置用于从所述发动机排气单元和所述至少一个额外热源去除热量。
[0009]根据本说明书中公开的一个示例性实施例，本发明提供一种废热回收系统，所述废热回收系统包括燃烧发动机以及热回收循环系统。所述燃烧发动机包括:一个热源，所述热源具有发动机排气单元；以及至少一个额外热源，所述热源选自包括以下项的群组:较低温度中间冷却器、较高温度中间冷却器、低压压缩机排气单元或者其组合。所述一个热源和所述至少一个额外热源具有不同温度，其中所述一个热源包括温度高于所述至少一个额外热源的热源。所述热回收循环系统包括加热器和连接到至少一个发电机组的至少两个膨胀器、第一热交换单元和第二热交换单元。所述加热器连接到所述发动机排气单元。所述热回收循环系统配置用于循环工作流体。所述工作流体包括二氧化碳(CO2)。所述第一热交换单元连接到所述加热器和至少一个额外热源。所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第一热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体。所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第二热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体。所述热回收循环系统配置用于从所述发动机排气单元和所述至少一个额外热源去除热量。
[0010]存在与本发明的各个方面相关的对上述特征的各种改进。这些各个方面中还可以涵盖进一步特征。这些改进和额外的特征可能单独存在或者以任意组合存在。例如，下文相对于一个或多个图示实施例描述的多个特征可以单独或以任意组合并入本发明的任意上述方面中。再则，以上简要概述仅用于让读者熟悉本发明的特定方面和上下文，而不限制本发明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]参考附图阅读以下详细说明可以更好地了解本发明的这些和其他特征、方面和特征，其中:
[0012]图1是根据本说明书中公开的一个示例性实施例的废热回收系统的图示。
【具体实施方式】
[0013]根据本说明书中所述的实施例，公开了一种用于从双热源回收废热的热回收循环系统。所述示例性热回收循环系统包括加热器，所述加热器配置用于以与高温流体呈热交换关系的方式循环工作流体，从而蒸发所述工作流体。所述热回收循环系统包括第一热交换单元，所述第一热交换单元配置用于以与所述工作流体的冷却流的第一部分呈热交换关系的方式从所述加热器循环所述工作流体的第一蒸发流，从而加热所述工作流体的冷却流的第一部分。所述热回收循环系统进一步包括第二热交换单元，所述第二热交换单元配置用于以与所述工作流体的冷却流的第二部分呈热交换关系的方式循环所述工作流体的第二蒸发流，从而加热所述工作流体的冷却流的第二部分，然后再将其重新供应到所述加热器。根据本发明的示例性实施例，所述热回收循环系统与第一热源和第二热源一体成形，以允许较高废热回收效率，从而进行发电。所述第一热源和第二热源可以包括燃烧发动机、燃气涡轮机、地热、太阳热、工业和住宅用热源或者类似热源。
[0014]参见图1，其中图示了根据本发明的一个示例性实施例的热回收循环系统10。图示的热回收循环系统10包括加热器12、第一膨胀器14、第二膨胀器16、第一热交换单元，即回流换热器18、第二热交换单元，即回流换热器20、冷却单元22和泵24。单一工作流体循环穿过热回收循环系统10。
[0015]加热器12连接到第一热源26。在图示的实施例中，加热器12连接到发动机28，更具体地来说，连接到发动机排气单元，例如发动机28的动力涡轮机30。加热器12配置用于接收来自动力涡轮机30的排气的高温排气流32。加热器12接收动力涡轮机30产生的高温排气流32中的热量并且加热工作流体，从而产生工作流体的第一蒸发流34。具体来说，在加热器12中，工作流体通过高温排气流32在更高压力下升温到过热状态。工作流体的第一蒸发流34流过第一膨胀器18，以将工作流体的第一蒸发流34膨胀到较低压力并且通过轴38驱动发电机组36。第一膨胀器18可以是轴向式膨胀器、脉冲式膨胀器、高温螺旋式膨胀器或径流向心型涡轮机式膨胀器。穿过第一膨胀器18之后，在相对较低压力和较低温度下排放的工作流体的第一蒸发流34穿过第一热交换单元，即回流换热器18流向冷却单元22。第一蒸发流34在第一热交换单元18中冷却到接近环境温度。第一蒸发流34接下来在冷却单元22中进一步冷却，并且可以冷凝为适于泵送的液体或者致密超临界状态，从而产生工作流体的冷却流40。随后使用泵24将工作流体的冷却流40泵送到控制阀42，冷却流40借以分割为以下两股流:第一部分44和第二部分46。在一个实施例中，第一蒸发流34超临界地简便冷却到密相超临界流体，然后再根据压力泵送。
[0016]冷却流40的第一部分44通过第二热交换单元，即回流换热器20，返回到加热器
12。在图示的实施例中，控制阀42连接在第一热交换单元18与第二热交换单元20之间，并且配置用于在系统运行期间根据从第二热源(目前描述)提供的额外热量来控制从冷却单元22流向第一热交换单元18和第二热交换单元20的冷却流40的流量。
[0017]冷却流40的第二部分46返回到第一热交换单元18，在所述第一热交换单元中，所述冷却流升温到第一膨胀器14的排气的中间温度，具体来说，升温到第一蒸发流34的温度，以便通过第二膨胀器16经历第二膨胀。具体来说，第一热交换单元18配置用于以与工作流体的冷却流40的第一部分46呈热交换关系的方式从第一膨胀器14循环工作流体的第一蒸发流34，以加热工作流体的冷却流40的第二部分46并且产生工作流体的第二蒸发流48。可使用来自辅助中间冷却器空气流50的补充热量来补充在第一热交换单元18中从第一蒸发流34传递到冷却流40的第二部分46的热量，其中所述辅助中间冷却器空气流的温度与第一蒸发流34在第一膨胀器14的排气处的温度相当。在此特定实例中，补充热量由从第二热源52排出的辅助中间冷却器空气流50提供，具体来说，由发动机28的排出空气流提供。如图1最清楚地图示，辅助中间冷却器空气流50来自低压压缩机排气单元，具体来说，发动机28中的低压压缩机54的排气。辅助中间冷却器空气流50提供的热量越多，冷却流40中可以通过控制阀42输送到第一热交换单元18而不是输送到第二热交换单元20的比例越大。通过调整控制阀42处的流量比，可以最优地利用来自第一热源26和第二热源52的热量。
[0018]工作流体的第二蒸发流48穿过第二膨胀器16，以膨胀工作流体的第二蒸发流48并且通过轴38驱动第二发电机组(未图示)或第一发电机组36。第二膨胀器16可以是轴向式膨胀器、脉冲式膨胀器、高温螺旋式膨胀器或径流向心型涡轮机式膨胀器。穿过第二膨胀器16之后，工作流体的第二蒸发流48穿过第二热交换单元20并返回到冷却单元22。第二热交换单元20配置用于以与工作流体的冷却流40的第一部分44呈热交换关系的方式从第二膨胀器16循环工作流体的第二蒸发流48，以加热工作流体的第一部分44，然后再将其供应到加热器12。第二控制阀56连接在第一热交换单元18与第二热交换单元20之间，并且配置用于控制从第二膨胀器16流向冷却单元22的第二蒸发流48以及从第一膨胀器14流向所述冷却单元的第一蒸发流34的流量。在到达冷却单元22之前，工作流体的第二蒸发流48通过第二控制阀56与第一蒸发流34混合。混合的第一蒸发流34和第二蒸发流48进行冷却，从而产生工作流体的冷却流40。随后使用泵24将工作流体的冷却流40通过第二热交换单元20 (如上所述)泵送到加热器12，或者通过第一热交换单元18 (如上所述)泵送到第二膨胀器16。随后重复执行所述循环。
[0019]热回收循环系统10进一步包括:中间冷却器58，所述中间冷却器连接到第一热交换单元18和辅助中间冷却器空气流50 ；以及调温冷却器60，所述调温冷却器连接到中间冷却器58和发动机28。
[0020]在图示的实施例中，高压工作流体流与低压工作流体流之间存在两种热交换情况(还可以称为“循环内”传热)。在第一种情况下，工作流体的第一蒸发流34以与工作流体的冷却流40的第二部分46呈热交换关系的方式循环，以加热工作流体的冷却流40的第二部分46并且产生工作流体的第二蒸发流48。此热交换用于沸腾或以其他方式增加工作流体的冷却流40的第二部分46的热函(如果工作流体的冷却流40的第二部分46处于亚临界温度下)，以便工作流体的第二蒸发流48随后可以在第二涡轮机16中经历另一次膨胀。在第二种情况下，来自第二膨胀器16的工作流体的第二蒸发流48以与工作流体的冷却流40的第一部分44呈热交换关系的方式循环，以加热工作流体的冷却流40的第一部分44。工作流体的冷却流40的第一部分44供应到加热器12并且使用第一热源26加热以完成流动循环。第一热交换单元18和第二热交换单元20用作系统10中的“回流换热器”。
[0021]第一热交换单元18被公开为连接到任意一个或多个第二热源52，例如来自低压压缩机54的排气流。此类第二热源52还通常连接到发动机28。一个或多个第二热源52配置用于提供额外热量或者部分蒸发(本说明书中所用的“或者”是指任何一种或两种)工作流体的冷却流40的第二部分46。具体来说，工作流体的冷却流40的第二部分46穿过热交换单元18，与中间冷却器58 —起提供工作流体的冷却流40的第二部分46的加热和/或蒸发甚至过加热。在一个实施例中，第一热交换单元18连接到至少两个第二热源52，其中所述至少两个热源52串行或并行连接。在本说明书中应注意，第二热源52包括温度低于第一热源26的热源。在一个实例中，第二热源52的温度可以在80摄氏度到300摄氏度的范围内。应注意，在其他示例性实施例中，第一热源26和第二热源52可以包括其他多个低级热源，例如具有中间冷却器的燃气涡轮机。第一热交换单元18从第一蒸发流34接收热量并且产生第二蒸发流48。在一个实例中，第二蒸发流48可以处于250巴的压力下以及约250摄氏度的温度下。第二蒸发流48穿过第二膨胀器16。在图示的实施例中，第一膨胀器14和第二膨胀器16通过轴28连接到单个发电机组36。在特定的其他示例性实施例中，第二膨胀器16(在一个实例中，所述第二膨胀器包括螺旋式压缩机)可以配置用于驱动第二发电机组(未图示)。
[0022]第二热源52的图示布局有助于从多个低温发动机热源中有效去除热量。这提高了冷却系统的有效性并且实现了从废热到电力的有效转换。
[0023]在图示的实施例中，所述工作流体包括二氧化碳。将二氧化碳用作工作流体的优势在于不易燃、不腐蚀并且能够承受高循环温度(例如，400摄氏度以上)。在上述的一个实施例中，可以超临界地大幅升高二氧化碳的温度，而不存在化学分解的风险。相对于单一膨胀过程(传统兰金循环操作中)而言，工作流体初始膨胀之后执行的两个独立的循环内传热使得工作流体能够通过后续膨胀来更多做功。在其他实施例中，也可以使用其他工作流体。
[0024]再次参见图1，在图示的废热回收系统10中，在一个实例中，来自发动机28的第一热源26的高压排气流32的温度可以在450摄氏度到500摄氏度的温度范围内。加热器12从第一热源26产生的高压排气流32接收热量并且产生工作流体蒸汽作为第一蒸发流34。在一个实例中，第一蒸发流34可以处于250巴的压力下以及约450摄氏度的温度下。第一蒸发流34穿过第一膨胀器14(在一个实例中，所述第一膨胀器包括径向式膨胀器)以驱动发电机组36。穿过第一膨胀器14之后，第一蒸发流34穿过第一热交换单元18，然后在冷却单元22中冷凝为液体以形成冷却流40，随后通过泵24将所述冷却流泵送到控制阀42。在一个实例中，可以在80巴的压力下以及70摄氏度的温度下将第一蒸发流34供应到冷却单元22。在一个实例中，可以在250巴的压力下以及50摄氏度的温度下将冷却流40的第二部分46供应到第一热交换单元18。在一个实例中，可以在250巴的压力下以及50摄氏度的温度下将冷却流40的第一部分44供应到第二热交换单元20。在一个实例中，在约250巴的压力下以及约350摄氏度的温度下将来自第一热交换单元18的第二蒸发流48供应到第二膨胀器16。在一个实例中，提供来自第二热源52的辅助中间冷却器空气流50作为低温空气流，并且可以在约3巴的压力下以及约250摄氏度的温度下将其供应到中间冷却器58。在一个实例中，提供来自中间冷却器58的中间冷却空气流62作为低温空气流，并且可以在3巴的压力下以及约70摄氏度的温度下将其供应到可选的调温冷却器60并且返回到发动机28。本说明书中应注意，上述的温度和压力值是示例性的值，不得视作限制值。这些值可以根据不同应用而改变。
[0025]如上所述，穿过第一膨胀器14之后，处于相对较低压力和较低温度下的工作流体的第一蒸发流34穿过第一热交换单元18流向冷却单元22。冷却单元22将在本说明书中进一步详细介绍。在图示的实施例中，冷却单元22是空气冷却单元。经由第一热交换单元18流出的工作流体的第一蒸发流34穿过冷却单元22的空气冷却器(未图示)。空气冷却器22配置用于使用环境空气冷却工作流体的第一蒸发流34。
[0026]在传统系统中，如果环境空气用作冷却单元的冷却介质，则可能无法在许多地理位置中冷凝二氧化碳，因为此类地理位置中的环境温度通常超出了二氧化碳的临界温度。根据本发明的实施例，可以根据情况冷凝或者不冷凝二氧化碳。当不冷凝时，公开的系统以类似方式运行，但是流体仅超临界地冷却到密相超临界流体，然后再根据压力泵送。
[0027]如上所述，穿过第二膨胀器16之后，工作流体的第二蒸发流48穿过第二热交换单元20流向冷却单元22。从第二热交换单元20排出的工作流体的第二蒸发流48穿过冷却单元22的空气冷却器。类似于第一蒸发流34的冷却，所述空气冷却器配置用于使用环境空气冷却并且可以冷凝工作流体的第二蒸发流48。
[0028]尽管参考作为工作流体的二氧化碳来进行描述上述实施例，但是在特定的其他实施例中，也可以使用适用于热回收循环系统，例如兰金循环或布雷敦循环的其他低临界温度工作流体。如本说明书中所述，确保提供用于热回收循环的冷却流有助于提供足够的冷却流，以便在夏季随着环境冷却温度的升高而冷却工作流体。根据示例性实施例，冷却单元和涡轮机的低压级的体积得以减小，因为热回收循环使用二氧化碳作为工作流体。通过在各种不同温度下使用双废热源，而不是仅使用单个高温废热源，本说明书中所述的示例性热回收循环系统提供了能够大幅提高功率输出的系统。此外，本说明书中所述的使用双热源输入的示例性热回收循环具有紧凑的占位面积，因此启动时间短于使用蒸汽作为工作流体的热回收循环。
[0029]尽管本说明书中仅图示和说明了本发明的某些特征，但所属领域的技术人员能够做出许多修改和变化。因此，应了解，随附权利要求书涵盖落在本发明实际精神内的所有此类修改和变化。
【权利要求】
1.一种废热回收系统，所述废热回收系统包括: 生热系统，所述生热系统包括温度不同的至少两个单独热源，其中所述至少两个单独热源包括第一热源和至少一个第二热源； 热回收系统，所述热回收系统配置用于循环单一工作流体，所述热回收循环系统包括: 加热器，所述加热器配置用于以与高温流体呈热交换关系的方式循环工作流体，从而蒸发所述工作流体； 第一热交换单元，所述第一热交换单元连接到所述加热器，其中蒸发的工作流体能够以热交换关系循环穿过所述第一热交换单元，以便加热所述热回收循环系统中的所述工作流体的至少一部分；以及 第二热交换单元，其中所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第二热交换单元，以便加热所述热回收循环系统中的所述工作流体的至少一部分， 其中所述热回收循环系统连接到所述至少两个单独热源中的第一热源以及所述至少两个单独热源中的至少一个第二热源，以及 其中所述热回收循环系统配置用于去除所述第一热源和所述第二热源中的热量。
2.根据权利要求1所述的回收系统，其中所述单一工作流体包括二氧化碳(CO2)。
3.根据权利要求1所述的回收系统，其中所述第一热交换单元连接到所述至少一个第二热源，并且其中所述至少一个第二热源选自包括以下项的群组:低温中间冷却器、高温中间冷却器、低压压缩机排气单元或者其组合。
4.根据权利要求1所述的回收系统，其中所述至少一个第二热源配置用于至少部分加热所述工作流体的冷却流的一部分。
5.根据权利要求1所述的回收系统，其中所述第一热交换单元配置用于从所述至少一个第二热源接收辅助中间冷却器空气流，以在工作流体的冷却流的至少一部分进入膨胀器之前将其加热到大幅升高的温度。
6.根据权利要求1所述的回收系统，其中所述第一热源包括发动机排气单元。
7.根据权利要求1所述的回收系统，其进一步包括第一膨胀器，所述第一膨胀器与所述加热器流体连通，其中所述第一膨胀器包括以下项中的至少一项:径向式膨胀器、轴向式膨胀器、螺旋式膨胀器或者脉冲式膨胀器。
8.根据权利要求7所述的回收系统，其进一步包括第二膨胀器，所述第二膨胀器与所述加热器流体连通，其中所述第二膨胀器包括以下项中的至少一项:径向式膨胀器、轴向式膨胀器、螺旋式膨胀器或者脉冲式膨胀器。
9.根据权利要求8所述的回收系统，其中所述第一热交换单元连接到所述第二膨胀器，并且配置用于在工作流体的冷却流的至少一部分进入所述第二膨胀器之前将其加热到大幅升高的温度。
10.根据权利要求8所述的回收系统，其中所述第一膨胀器和所述第二膨胀器连接到发电机组。
11.根据权利要求8所述的回收系统，其中所述第一膨胀器连接到第一发电机组并且所述第二膨胀器连接到第二发电机组。
12.根据权利要求1所述的回收系统，其进一步包括冷却单元，其中来自所述热交换单元的所述工作流体穿过所述冷却单元进行供应。
13.根据权利要求12所述的回收系统，其进一步包括泵，所述泵位于所述冷却单元与所述第一热交换单元和所述第二热交换单元之间。
14.根据权利要求13所述的回收系统，进一步包括第一控制阀，所述第一控制阀位于所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间的流动通道中，所述控制阀可操作地控制进入所述第一热交换单元和所述第二热交换单元的工作流体的冷却流的流量。
15.根据权利要求14所述的回收系统，其进一步包括第二控制阀，所述第二控制阀位于所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间的流动通道中，所述控制阀可操作地控制进入所述冷却单元的工作流体的第一蒸发流以及工作流体的第二蒸发流的流量。
16.根据权利要求1所述的回收系统，其中所述生热系统包括燃烧发动机。
17.一种废热回收系统，所述废热回收系统包括: 燃烧发动机，所述燃烧发动机包括一个热源，所述一个热源具有发动机排气单元，以及至少一个额外热源，所述额外热源选自包括低温中间冷却器、高温中间冷却器、低压压缩机排气单元或其组合的群组，所述一个热源包括温度高于所述至少一个额外热源的热源； 热回收循环系统，所述热回收循环系统包括: 加热器、冷却单元和至少两个膨胀器，其中所述热回收循环系统连接到所述发动机排气单元和所述至少一个额外热源，并且配置用于循环工作流体； 第一热交换单元，所述第一热交换单元连接到所述加热器和所述至少一个额外热源，其中所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第一热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体；以及 第二热交换单元，其中所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第二热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体， 其中所述热回收循环系统配置用于去除所述发动机排气单元和所述至少一个额外热源中的热量。
18.根据权利要求17所述的回收系统，其中所述工作流体包括二氧化碳(CO2)。
19.根据权利要求17所述的回收系统，其中所述加热器连接到所述第一热源。
20.根据权利要求17所述的回收系统，其中所述至少一个额外热源配置用于加热所述工作流体的冷却流的至少一部分。
21.根据权利要求20所述的回收系统，其中所述第一热交换单元连接到所述第二膨胀器，并且配置用于在工作流体的所述冷却流的一部分进入所述第二膨胀器之前将其加热到大幅升闻的温度。
22.根据权利要求17所述的回收系统，其中所述第一热交换单元配置用于从所述至少一个第二热源接收辅助中间冷却器空气流，以在工作流体的所述冷却流的至少一部分进入所述第二膨胀器之前将其加热到大幅升高的温度。
23.根据权利要求17所述的回收系统，其进一步包括泵，其中所述泵位于所述冷却单元与所述第一热交换单元和所述第二热交换单元之间。
24.根据权利要求17所述的回收系统，其进一步包括第一控制阀，所述第一控制阀位于所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间的流动通道中，所述控制阀可操作地控制进入所述第一热交换单元和所述第二热交换单元的工作流体的冷却流的流量。
25.根据权利要求17所述的回收系统，其中所述第一膨胀器和所述第二膨胀器连接到至少一个发电机组。
26.一种废热回收系统，所述废热回收系统包括: 燃烧发动机，所述燃烧发动机包括一个热源，所述一个热源具有发动机排气单元，以及至少一个额外热源，所述额外热源选自包括低温中间冷却器、高温中间冷却器、低压压缩机排气单元或其组合的群组，所述一个热源和所述至少一个额外热源具有不同温度，其中所述一个热源包括温度高于所述至少一个额外热源的热源； 热回收循环系统，所述热回收循环系统包括: 加热器和至少两个膨胀器，所述至少两个膨胀器连接到至少一个发电机组，其中所述加热器连接到所述发动机排气单元，所述热回收循环系统配置用于循环工作流体，并且其中所述工作流体包括二氧化碳(CQe)； 第一热交换单元，所述第一热交换单元连接到所述加热器和至少一个额外热源，其中所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第一热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体；以及 第二热交换单元，其中所述工作流体的至少一部分能够以热交换关系循环穿过所述第二热交换单元，以便在所述热回收循环系统中加热所述工作流体， 其中所述热回收循环系统配置用于从所述发动机排气单元和所述至少一个额外热源去除热量。
【文档编号】F01K23/10GK104185717SQ201380016289
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月24日
【发明者】M.A.勒哈, V.米歇莱西 申请人:通用电气公司