СИСТЕМА И СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОГО ТЕПЛА

1. Система, работающая по циклу Ранкина, содержащая:
(a) первый нагреватель, выполненный с возможностью передачи тепла от первого потока с отработанным теплом первому потоку рабочей текучей среды с получением первого потока испаренной рабочей текучей среды и второго потока с отработанным теплом,
(b) первый детандер, выполненный с возможностью приема первого потока испаренной рабочей текучей среды с получением механической энергии и расширенного первого потока испаренной рабочей текучей среды;
(c) первый теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепла от первого расширенного потока испаренной рабочей текучей среды первому потоку конденсированной рабочей текучей среды с получением второго потока испаренной рабочей текучей среды;
(d) второй детандер, выполненный с возможностью приема второго потока испаренной рабочей текучей среды с получением механической энергии и расширенного второго потока испаренной рабочей текучей среды;
(e) второй теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепла от расширенного второго потока испаренной рабочей текучей среды второму потоку конденсированной рабочей текучей среды, с получением первого потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем второй поток конденсированной рабочей текучей среды;
(f) второй нагреватель, выполненный с возможностью передачи тепла от потока с отработанным теплом третьему потоку конденсированной рабочей текучей среды с получением второго потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем третий поток конденсированной рабочей текучей среды; и
(g) узел объединения потоков рабочей текучей среды, выполненный с возможностью объединения первого потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем второй поток конденсированной рабочей текучей среды, со вторым потоком рабочей текучей среды, имеющим большую энтальпию, чем третий поток конденсированной рабочей текучей среды, с получением первого потока рабочей текучей среды.
2. Система по п. 1, в которой второй нагреватель выполнен с возможностью передачи тепла от второго потока с отработанным теплом третьему потоку конденсированной рабочей текучей среды.
3. Система по п. 1, в которой второй нагреватель выполнен с возможностью передачи тепла от обедненного теплом второго потока с отработанным теплом третьему потоку конденсированной рабочей текучей среды.
4. Система по п. 1, в которой второй нагреватель выполнен с возможностью передачи тепла от термически улучшенного второго потока с отработанным теплом третьему потоку конденсированной рабочей текучей среды.
5. Система по п. 1, дополнительно содержащая генератор.
6. Система по п. 1, дополнительно содержащая генератор, механически соединенный с первым детандером и вторым детандером.
7. Система по п. 1, выполненная с возможностью использования одной рабочей текучей среды.
8. Система по п. 7, в которой рабочая текучая среда является диоксидом углерода.
9. Система по п. 1, выполненная с возможностью использования сверхкритического диоксида углерода.
10. Система по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере один канальный нагреватель, выполненный с возможностью нагрева второго потока с отработанным теплом.
11. Система по п. 1, выполненная с возможностью получения первого, второго и третьего потоков конденсированной рабочей текучей среды из общего потока конденсированной рабочей текучей среды.
12. Система по п. 1, дополнительно содержащая конденсатор рабочей текучей среды.
13. Система по п. 12, содержащая единственный конденсатор рабочей текучей среды.
14. Система по п. 1, дополнительно содержащая третий теплообменник.
15. Система, работающая по циклу Ранкина, содержащая:
(а) первый нагреватель, выполненный с возможностью передачи тепла от первого потока с отработанным теплом первому потоку рабочей текучей среды с получением первого потока испаренной рабочей текучей среды и второго потока с отработанным теплом;
(b) первый детандер, выполненный с возможностью приема первого потока испаренной рабочей текучей среды с получением механической энергии и расширенного первого потока испаренной рабочей текучей среды;
(c) первый теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепла от расширенного первого потока испаренной рабочей текучей среды первому потоку конденсированной рабочей текучей среды с получением второго потока испаренной рабочей текучей среды и первого обедненного теплом потока рабочей текучей среды;
(d) второй детандер, выполненный с возможностью приема второго потока испаренной рабочей текучей среды с получением механической энергии и расширенного второго потока испаренной рабочей текучей среды;
(e) второй теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепла от расширенного второго потока испаренной рабочей текучей среды второму потоку конденсированной рабочей текучей среды, с получением первого потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем второй поток конденсированной рабочей текучей среды, и второго обедненного теплом потока рабочей текучей среды;
(f) первый узел объединения потоков рабочей текучей среды, выполненный с возможностью объединения первого обедненного теплом потока рабочей текучей среды со вторым обедненным теплом потоком рабочей текучей среды с получением объединенного обедненного теплом потока рабочей текучей среды;
(g) конденсатор, выполненный с возможностью приема объединенного обедненного теплом потока рабочей текучей среды с получением первого объединенного потока конденсированной рабочей текучей среды;
(h) насос для рабочей текучей среды, выполненный с возможностью сжатия первого объединенного потока конденсированной рабочей текучей среды и, тем самым, получения второго объединенного потока конденсированной рабочей текучей среды;
(i) по меньшей мере один разветвитель потока рабочей текучей среды, выполненный с возможностью разделения второго объединенного потока конденсированной рабочей текучей среды на по меньшей мере три потока конденсированной рабочей текучей среды;
(j) второй нагреватель, выполненный с возможностью передачи тепла от потока с отработанным теплом третьему потоку конденсированной рабочей текучей среды с получением второго потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем третий поток конденсированной рабочей текучей среды; и
(к) второй узел объединения потоков рабочей текучей среды, выполненный с возможностью объединения первого потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем второй поток конденсированной рабочей текучей среды, со вторым потоком рабочей текучей среды, имеющим большую энтальпию, чем третий поток конденсированной рабочей текучей среды, с получением первого потока рабочей текучей среды.
16. Система по п. 15, в которой разделитель потока рабочей текучей среды обеспечивает первый поток конденсированной рабочей текучей среды, второй поток конденсированной рабочей текучей среды и третий поток конденсированной рабочей текучей среды.
17. Система по п. 15, дополнительно содержащая генератор, механически соединенный с по меньшей мере одним из первого детандера и второго детандера.
18. Система по п. 15, дополнительно содержащая канальный нагреватель, выполненный с возможностью нагрева второго потока с отработанным теплом.
19. Система по п. 18, дополнительно содержащая третий теплообменник.
20. Способ рекуперации тепловой энергии с использованием системы, работающей по циклу Ранкина, включающий:
(a) передачу тепла от первого потока с отработанным теплом первому потоку рабочей текучей среды для получения, тем самым, первого потока испаренной рабочей текучей среды и второго потока с отработанным теплом;
(b) расширение первого потока испаренной рабочей текучей среды для получения, тем самым, механической энергии и расширенного первого потока испаренной рабочей текучей среды;
(c) передачу тепла от расширенного первого потока испаренной рабочей текучей среды к первому потоку конденсированной рабочей текучей среды для получения, тем самым, второго потока испаренной рабочей текучей среды и первого обедненного теплом потока рабочей текучей среды;
(d) расширение второго потока испаренной рабочей текучей среды для получения, тем самым, механической энергии и расширенного второго потока испаренной рабочей текучей среды;
(e) передачу тепла от расширенного второго потока испаренной рабочей текучей среды второму потоку конденсированной рабочей текучей среды, с получением, тем самым, первого потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем второй поток конденсированной рабочей текучей среды, и второго обедненного теплом потока рабочей текучей среды;
(f) передачу тепла от потока с отработанным теплом третьему потоку конденсированной рабочей текучей среды для получения, тем самым, второго потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем третий поток конденсированной рабочей текучей среды; и
(g) объединение первого потока рабочей текучей среды, имеющего большую энтальпию, чем второй поток конденсированной рабочей текучей среды, со вторым потоком рабочей текучей среды, имеющим большую энтальпию, чем третий поток конденсированной рабочей текучей среды, для получения, тем самым, первого потока рабочей текучей среды.
21. Способ по п. 20, в котором (h) объединяют первый обедненный теплом поток рабочей текучей среды со вторым обедненным теплом потоком рабочей текучей среды для получения, таким образом, объединенного обедненного теплом потока рабочей текучей среды.
22. Способ по п. 21, в котором (i) конденсируют объединенный обедненный теплом поток рабочей текучей среды для получения, тем самым, первого объединенного потока конденсированной рабочей текучей среды.
23. Способ по п. 22, в котором (j) сжимают первый объединенный поток конденсированной рабочей текучей среды, для получения, тем самым, второго объединенного потока конденсированной рабочей текучей среды.
24. Способ по п. 23, в котором (к) разделяют второй объединенный поток конденсированной рабочей текучей среды для получения, тем самым, по меньшей мере трех потоков конденсированной рабочей текучей среды.
25. Способ по п. 20, в котором рабочая текучая среда является диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии в течение по меньшей мере части по меньшей мере одного этапа способа.