JP6941151B2 - 電力及び／又は機械力、加熱力及び／又は冷却力を供給するためのプラント及び方法 - Google Patents

Description

本発明はエネルギー生成プラントの分野に関係し、特に、本発明は、電力及び／又は機械力、加熱力及び／又は冷却力を供給するための新規のプラント及び関連手法に関する。

欧州指針２００４／８／ＥＣによれば、コジェネレーションは、単一のプロセスにおいて電気エネルギー及び／又は機械エネルギーと、熱エネルギーとを生成することにある。特に、現在市場にあるコジェネレーション・プラント（温熱動力供給システム、ＣＨＰ）は、エンド・ユーザに電力及び／又は機械力を供給するための原動機（通常は、蒸気タービン、ガス・タービン、マイクロタービン、内燃エンジン、スターリング・エンジン、燃料電池）と、エンド・ユーザに加熱力を供給するための、原動機からの熱カスケードを使用する熱回収システムとによって構成されている。

現在市場にあるトリジェネレーション・プラント（冷熱温熱動力供給システム、ＣＣＨＰ）は、エンド・ユーザに電力及び／又は機械力と、加熱力とを供給するための先に定義されたコジェネレーション・プラントと、エンド・ユーザに冷却力を供給するための装置とによって構成されている。冷却機は、前記熱回収システムからの熱カスケードを使用することによって熱的に活性化され得るか（たとえば吸込み式又は吸収式の冷却装置）、或いはコジェネレーション・プラントの前記原動機によって与えられる電力及び／又は機械力を使用することによって機械的又は電気的に活性化され得る（たとえば蒸気圧縮冷凍サイクル）。

その一方で、エンド・ユーザに対して、加熱力及び／又は冷却力を、場合により電力及び／又は機械力も供給することを目的とした技術の分野では、２相流体膨張機及び／又は２相流体圧縮機で動作するいくつかのプラント（及びそれぞれの方法）が提案された。そのような非従来型の膨張機及び圧縮機について、以後概説する。

従来の膨張機（蒸気タービン、ガス・タービン、水力タービン、及び風力タービン）と異なり、２相流体膨張機は、湿り飽和蒸気相（すなわち飽和液相の割り当て分と乾燥飽和蒸気相の割り当て分とによって構成されている）の化学種と作用することができ、前記２相の同時の膨張によって、その熱力学的エネルギーを電気的（又は機械的）エネルギーに変換する。そのような技術は、ａ）容積型の２相流体膨張機（一対のスクリュー、スクロール、回転翼、交互ピストン、又はローリング・ピストン）、ｂ）動的な２相流体膨張機（衝動型軸流又は接線流、衝動型反応放射状流、及び反応放射状流）、という２つのカテゴリに従って、従来の単相の流体機械として分類され得る。そのような技術の広汎な文献の概要は非特許文献１に報告されている。

特に、Energent Corporationによって商用化された衝動型軸流２相流体膨張機の断熱効率は約０．８０の値に達し（非特許文献２）、Ebara International Corporationによって商用化された衝動型反応放射状流２相流体膨張機の断熱効率は約０．９０の値に達する（非特許文献３）。

２相流体圧縮機に関して、従来の圧縮機（循環ポンプ及び単相圧縮機）と異なり、これは、外部電動機によって与えられる電力（又は機械力）を使用することにより、湿り飽和蒸気相における化学種の２相（飽和液体及び乾燥飽和蒸気）の圧力の上昇を同時に決定することができる。そのような技術は、ａ）容積型の２相流体圧縮機（交互ピストン又はローリング・ピストン、膜、単一又は一対のスクリュー、回転翼、スクロール、及び液体のリング）、ｂ）動的な２相流体圧縮機（軸流又は放射状流）、という２つのカテゴリに従って、従来の単相圧縮機として分類され得る。

２相流体圧縮プロセス用のさらなる装置には、多相ポンプ及び断熱２相拡散器がある。２相流体圧縮機の広汎な文献の概要は、これも非特許文献１に報告されている。現在のところ、そのような技術は、主として、実験的に得られた断熱効率のそれほど大きくない値に起因して、市場で利用することができない。しかしながら、一対のスクリューのオイルフリーの２相圧縮機におけるアンモニアの２相流体圧縮プロセスのシミュレーションのために特に入念に作られた数学モデルは、断熱効率が約０．８９の値に達することを実証した（非特許文献４）。

現況技術には、加熱力及び／又は冷却力を、場合により電力及び／又は機械力をもエンド・ユーザに供給するために、２相流体膨張機及び／又は２相流体圧縮機で動作する様々なプラント（及びそれぞれの方法）が存在する。

非特許文献１、特許文献１に説明されているプラントでは、作動流体は、順に、循環ポンプ、熱源によって加熱力が作動流体に伝達される等圧蒸気発生器、２相流体膨張機、等圧蒸発器、単相の単段又は多段の中間冷却された圧縮機、最後に等圧凝縮器という構成要素から成る閉回路の中を循環する。このプラントは、エンド・ユーザに対して、凝縮器において加熱力を供給し、且つ／又は蒸発器において冷却力を供給する。その上に、プラントは、適切な運転条件では、２相膨張機において生成される電力及び／又は機械力が循環ポンプ及び圧縮機によって要求される全体的な電力及び／又は機械力よりも大きいので、エンド・ユーザに対して電力（及び／又は機械力）も供給することができる。

特許文献２に説明されているさらなるプラントでは、作動流体は、順に、等圧凝縮器、等圧熱再生器の高温側、ラミネーション弁、等圧蒸発器、等圧熱再生器の低温側、及び最後に２相圧縮機という構成要素から成る閉回路において循環する。このプラントは、エンド・ユーザに対して、凝縮器において加熱力を供給し、且つ／又は蒸発器において冷却力を供給するが、電力（又は機械力）を供給することはできない。

米国特許第５２１６８９９号明細書 米国特許第４４８１７８３号明細書

Briola S.、"Analisi delle prestazioni di cicli termodinamici di co-trigenerazione operanti con espansori e compressori a fluido bifase"（学位論文）、University of Pisa、２０１５年 Welch P、Boyle P、Giron M、Sells M、"Construction and startup of low temperature geothermal power plants"、GRC Conference、San Diego、２０１１年 "Ebara’s first two-phase expander installation reaches 30000 hours of successful operation"、［online］、２０１５年１２月１４日閲覧、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ebaracryo.com/news/2431/ Infante Ferreira CA、Zaytsev D、Zamfirescu C、"Wet compression of pure refrigerants"、Int. Compressor Engineering Conference、Purdue Univercity、２００６年 Colarossi M、Trask N、Schmidt DP、Bergander MJ、"Mutidimensional modeling of condensing two-phase ejector"、Int. Jornal of Refrigeration、２０１２年、第３５巻、p.290−299

上記のことを考慮に入れて、本発明の主要目的は、エンド・ユーザに対して電力及び／又は機械力、加熱力及び／又は冷却力を供給するためのプラント及び方法を提供することであり、これは、現在商品化されているＣＣＨＰプラント及び現況技術において存在する２相流体膨張機及び／又は２相流体圧縮機で動作するＣＣＨＰプラントの両方と比較して、１）エンド・ユーザの電力（及び／又は機械力）、加熱力及び冷却力の要求をかなり高い柔軟性で満たす能力、２）プラントの熱力学的性能指標のより高い値、という少なくとも２つの利点を提供することである。

この目的及びさらなる目的は本発明によるプラント及び方法で達成され、それらの本質的特性はここに添付される独立請求項よって定義される。他の重要な２次的特徴は従属請求項によって包含される。

本発明によるプラント及び方法の特性及び利点は、添付図面を参照しながら実例として制限的でなく示される、その実施例の以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の第１の実施例によるプラントの回路状の構成の図である。 図１の四角ＩＩによって取り囲まれた領域の変形形態の図である。 図１の四角ＩＩによって取り囲まれた領域の変形形態の図である。 図１の四角ＩＩによって取り囲まれた領域の変形形態の図である。 図１のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力、加熱力及び冷却力を供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図である。 図１のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力と、加熱力のみとを供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図である。 図１のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力と、冷却力のみとを供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図である。 図３に関連して、円ＶＩによって囲まれた領域における、図２ａの回路状の変形形態に対応する線図の変形形態を示し、図６ａにおける線図の前記変形形態及び図２ａの対応する回路状の変形形態は、図５の線図と図８の線図とにも関連づけられ得るものである。 図３に関連して、円ＶＩによって囲まれた領域における、図２ｂの回路状の変形形態に対応する線図の変形形態を示し、図６ｂにおける線図の前記変形形態及び図２ｂの対応する回路状の変形形態は、図５の線図と図９の線図とにも関連づけられ得るものである。 図３に関連して、円ＶＩによって囲まれた領域における、図２ｃの回路状の変形形態に対応する線図の変形形態を示し、図６ｃにおける線図の前記変形形態及び図２ｃの対応する回路状の変形形態は、図５の線図と図１０の線図とにも関連づけられ得るものである。 本発明の第２の実施例によるプラントの回路状の構成の図である。 図７のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力、加熱力及び冷却力を供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図である。 図７のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力と、加熱力のみとを供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図である。 図７のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力と、冷却力のみとを供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図である。 本発明の第３の実施例によるプラントの回路状の構成の図である。 図１１のプラントにおける本発明による方法を、電力及び／又は機械力、加熱力及び冷却力を供給するためのプラントの動作モードにおいて表す温度‐エントロピー（比エントロピー）の定性図であって、他の動作モードに関連づけられた線図（それに対して、以前の図６ａ、図６ｂ及び図６ｃを参照した変形形態は順番に適用可能である）も、この同じ線図によって明白なやり方で推測可能である。

当分の間図１から図６ｃを参照して、本発明によるプラントは、熱源（たとえばバイオマス、太陽エネルギー、地熱、工業プロセスからの熱カスケードといった再生可能なもの、又はたとえば油脂製品、天然ガス、石炭といった従来のもの）の何らかの類型によって伝達される加熱力を吸収するように適合された単一の作動流体を使用することにより、エンド・ユーザに対して、電力及び／又は機械力と、同時に加熱力及び／又は冷却力とを供給するように適合されている。これに反して、現在市販されているＣＣＨＰシステムでは、原動機において循環する作動流体の類型は、一般に、エンド・ユーザに対して冷却力を供給するように適合された（熱的又は電気的又は機械的に活性化される）装置において循環する作動流体の類型とは異なるものである。

検討中のプラントは、「湿った」又は「乾燥した」類型の作動流体で動作することができ（「湿った」流体と「乾燥した」流体の間の相違は、知られているように、乾燥飽和蒸気曲線の様々な構成に関連して起こる）、その上、前記作動流体は、単一の成分（すなわち、単一の化学種によって構成されたもの）又は共沸の多成分（すなわち、いくつかの化学種によって構成されたもの）であり得る。そのような流体類型のどちらでも、等圧凝縮中又は等圧蒸発中に温度は一定であり、また、気相の組成は液相の組成と等しい。そうでなければ、検討中のプラントは多成分で非共沸の流体（たとえば水−アンモニア）で動作することができる。そのような流体類型では、等圧凝縮中又は等圧蒸発中に、温度が変化し、液相の組成と比較した気相の組成も異なるものである。プラントの熱力学的性能は、前記流体類型における変化に応じて変化し得る。

したがって、全体的な作動流体流量の２つの割り当て分への等エンタルピーの分配のための等エンタルピーの流量調整手段Ｓから始まる第１の実施例のプラントは、この場合、作動流体の圧力を上昇させて結果的に作動流体の温度を上昇させるように適合され、今後論じられるように全体としてプラントによって発生された電力及び／又は機械力のごく一部分によってパワーを供給される、２つの連続した機械的圧縮機ＣＰ_１，１及びＣＰ_１，２によって実現された、第１の断熱２相圧縮手段が備わっている第１の回路Ｃ_１を含む。

検討中のプラントの第１の回路Ｃ_１において、前記２つの圧縮機の間に等圧熱再生手段Ｒ、詳細には向流の熱交換器、が配置されており、そのプロセスはまもなく一層よく理解されよう。

第１の断熱２相圧縮手段の下流で、熱源によって伝達された加熱力を等圧蒸気発生手段ＧＶが使用し、これは、この場合、少なくとも最後のＥＰ_１，３が断熱２相膨張手段を排他的に含む３つのステージＥＰ_１，１、ＥＰ_１，２及びＥＰ_１，３である第１の断熱膨張手段に先行する。前記第１の断熱膨張手段によって電力及び／又は機械力が生成され、そのために、上記で引用されたごく一部分が、プラントで使用される圧縮機にパワーを供給するのに必要である。より一般的に言えば、第１の回路の第１の断熱膨張手段ＥＰ_{１，Ｎ＋１}は、断熱２相膨張機、又は断熱２相膨張機が後続するか若しくは先行する断熱蒸気タービン、さらに排他的には断熱蒸気タービンを排他的に備える（前記最終ステージの上流の）少なくとも２つのステージを備える。

第１の回路は、断熱２相圧縮の第１のステージの下流の作動流体に加熱力を伝達することによる等圧熱再生を促進するように、熱再生手段Ｒが断熱膨張の第１のステージの下流の作動流体を捕らえるように構成されている。

次いで、第１の回路は、前記作動流体を凝縮して、結果としてエンド・ユーザに加熱力を供給するように適合された等圧凝縮手段ＣＮＤを含む。

第１の回路と並列に、これも流量調整手段Ｓから始まって、前記作動流体から外部環境への熱伝導を促進するように適合された第１の等圧熱放散手段Ｄ_１、作動流体の断熱２相膨張により電力及び／又は機械力を発生するように適合された第２の膨張手段ＥＰ_２、及び、次いで作動流体の等圧蒸発によってエンド・ユーザに冷却力を供給するように適合された蒸発手段ＥＶＡを含む、第２の回路Ｃ_２が進展する。

蒸発手段の下流で、作動流体の圧力を上昇させて結果的に作動流体の温度を上昇させるために、第２の断熱２相圧縮手段が、次いで使用される。図１及び図２ａから図２ｃに示されるように、前記圧縮手段は様々な変形形態によって構成され得る。

特に、それらは、全体として同一のプラント（図２ｂ）によって発生された電力及び／又は機械力のごく一部分によってパワーを供給される１つ又は複数の断熱２相圧縮手段ＣＰ_２を排他的に備えることができる。この場合、等エンタルピーの混合手段Ｍが第１の回路に対する出力インタフェースを引き受け、特に、第２の回路の中を循環する作動流体の割り当て分を、以前に第１の回路の方へ向けられて第１の回路の中を循環する割り当て分と混合する。

（それぞれ図１及び図２ａの）第２及び第３の変形形態は、第１の回路の作動流体の割り当て分も受け取り、したがって作動流体の２つの割り当て分間の（再）配合も実行する断熱２相放出手段ＥＩＴと、前記断熱２相放出手段ＥＩＴの上流（図１）又は下流（図２ａ）に配置された前記断熱２相圧縮手段ＣＰ_２のうち１つ又は複数とに備えている。さらに、第４の変形形態（図２ｃ）では、第２の回路における圧縮プロセスは、断熱２相放出手段ＥＩＴにおいて、またこの場合は明白に第１の回路との機能的結合のタスクを用いて単独で実行される。

特に、断熱２相放出手段は、第１の回路の中を循環する作動流体の第１の割り当て分（１次流体）の熱力学的エネルギーを使用して、第２の回路の中を循環する作動流体の第２の割り当て分（２次流体）の圧力の増加を実現し、１次流体は、入口における２次流体の圧力と比較して、入口においてより高い圧力を有する。したがって、同一の放出手段における２つの前記割り当て分を混合することによって得られる、断熱２相放出手段の出口における作動流体は、入口における２次流体の圧力と比較して、より高い圧力に達する。

第３の回路Ｃ_３は、断熱２相圧縮手段ＣＰ_２、ＥＩＴの下流で分岐し、第１及び第２の回路の出口と流量調整手段Ｓの間の接続として機能するように適合されている。第３の回路は、流量調整手段Ｓの上流に、作動流体から外部環境への熱伝導を促進する第２の等圧熱放散手段Ｄ２を備える。

このプラントは複数のバイパス分岐をさらに備え、それらの中で、特に第１の離路分岐ＲＤ_１が第１の回路から離れて凝縮器ＣＮＤをバイパスし、特に第１の三路オン・オフ弁Ｖ_１と第２の三路オン・オフ弁Ｖ_２の間に延在する。

最後に、第２の離路分岐ＲＤ_２が、断熱膨張ＥＰ_１，３の最終ステージの下流の第１の回路Ｃ_１と第２の等圧熱放散手段Ｄ_２の上流の第３の回路Ｃ_３の間に延在して、第２の回路Ｃ_２全体を実質的にバイパスしている。より正確には、この実例では、前記第２の離路分岐は、膨張手段ＥＰ_１，３の下流に配置された第３の三路オン・オフ弁Ｖ３によって、かつ、第２の断熱２相圧縮手段ＣＰ_２及び／又はＥＩＴと第２の熱放散手段Ｄ_２との間に配置された第４の三路オン・オフ弁Ｖ_４によって境界を定められている。

前述の構成要素はすべて、それ自体を考えるときには、それらの特質及び構成において、当業者にとって既知と考えられるべきである。それにもかかわらず、完全を期して、２相膨張機の広汎な概要が、たとえば非特許文献１に与えられており、現在市販されている高性能の２相流体膨張機の中でも、非特許文献３の衝動型反応放射状流２相膨張機、及び非特許文献２の衝動型軸流２相膨張機を含むことが留意される。同様に、機械的な２相圧縮機の実例は、特に非特許文献４の機械的な２相の一対のスクリュー圧縮機を開示している非特許文献１に見いだされ得る。最後に、２相放出装置、特に２相凝縮放出装置の実例が非特許文献５に報告されている。

後者は、１次流体と２次流体のどちらも入口において湿った飽和蒸気相で動作し（特に、入口における２次流体の乾き度は１の値に近いものである）、１次流体の入口における速度は、２次流体のそれと比較して際立って高く、また、入口における２次流体の圧力は、入口における１次流体の圧力と比較してそれほど低くはない。この状況では、熱交換の高い速度（熱出力は気相によって液相に伝達される）は、１次流体によってもたらされる、結果としての高運動量を伴う、気相の高い凝縮速度を意味する。

放出装置の出口における流体の圧力は、入口における１次流体と２次流体のどちらの圧力よりも高くなる。適切な最適化解を用いて、前記放出装置は、入口における２次流体の乾き度が１の値よりもかなり低く、入口における２次流体の圧力が入口における１次流体の圧力と比較して際立って低く、また、放出装置の出口における流体の圧力が入口における２つの流体（１次流体と２次流体）の圧力の中間にあること、という動作条件で動作することができる。

運用上の見地から、特に前述の流量調節弁Ｓとオン・オフ弁Ｖ１÷Ｖ４とによって決定される調節システムに作用することによってプラントを構成可能な３つの代替動作モードが、以下のように巨視的に概説され得る。

プラントの、エンド・ユーザに対して電力及び／又は機械力並びに加熱力及び冷却力を同時に供給するための動作モードでは、流量調節弁Ｓの下流の作動流体の第１の割り当て分は、第１の回路において、凝縮手段ＣＮＤ並びに第１の断熱膨張手段ＥＰ_１，１、ＥＰ_１，２及びＥＰ_１，３を（も）通じて、第２の回路の第２の断熱２相圧縮手段ＣＰ_２及び／又はＥＩＴの方へ送られるが、作動流体の第２の割り当て分は第２の回路において処理される。作動流体の２つの割り当て分は、前述の別々の代替モードで、図１の四角ＩＩの内部のブロックにおいて再配合される。

プラントの、エンド・ユーザに対して電力及び／又は機械力と、冷却力のみとを同時に供給するための動作モードでは、流量調整弁Ｓによる２つの割り当て分への作動流体の分配は、再び、以前の場合と同様に生じるが、第１の回路における作動流体の第１の割り当て分は、この場合、凝縮手段ＣＮＤをバイパスする第１の離路分岐ＲＤ_１を通り抜ける。作動流体の２つの割り当て分は、前述の別々の代替モードで、図１の四角ＩＩの内部のブロックにおいて再配合される。

最後に、プラントの、エンド・ユーザに対して電力及び／又は機械力と、加熱力のみとを同時に供給するための動作モードでは、作動流体の全体的な流量は、第１の回路において、凝縮手段ＣＮＤを（も）通して送られて第３の三路オン・オフ弁Ｖ_３に到着し、第２の離路分岐ＲＤ_２において、第４の三路オン・オフ弁Ｖ_４を通って第３の回路の方へ直接向けられる（したがって第２の回路は事実上非活動状態のままである）。

エンド・ユーザに供給される電力及び／又は機械力は、プラントのすべての膨張機によって生成されたその全体的なパワーと、プラントのすべての圧縮機によって吸収された電力及び／又は機械力との差と明らかに等しい。

より具体的には、プラントの様々な動作モードにおける熱力学的変換の閉じたシーケンスの進展に関連して、特に図３から図５の線図を参照しながら、最初に、プラントの「加熱−冷却」動作モード、すなわちエンド・ユーザに対して電力及び／又は機械力と、加熱力及び冷却力とが同時に提供されるモードを検討する。

特に、図３（並びに関連する図６ａ、図６ｂ及び図６ｃ）の温度‐エントロピーの定性図は、「湿った」類型の単一の成分の作動流体で動作するプラントに関連づけられ、以下のように説明され得る（参照番号は、理解をより容易にするために、回路状の構成においても適切な位置に示されている）。前記定性図に対する基本的且つ明白な変更を伴って、「乾燥した」類型の単一の成分の作動流体或いは「湿った」又は「乾燥した」類型の多成分の（共沸又は非共沸の）作動流体で動作するプラントに対して、この温度‐エントロピーの定性図を関連づけることが可能である。

１−２−２’−３の変換
凝縮の、外部環境（大気、又は地下、又は海水、又は川、さらには可能性のある加熱力のエンド・ユーザ）との熱交換に適している温度Ｔ_Ｅと、圧力Ｐ_Ｅとにおける湿った飽和蒸気相（ポイント１）の作動流体が、流量調整弁Ｓに導かれ、作動流体の全体的な流量は、２つの割り当て分への等エンタルピーの分配を受ける。

特に、作動流体流量の第１の割り当て分は第１の回路Ｃ_１において処理され、そこで（ＣＰ_１，１及びＣＰ_１，２によって）断熱２相圧縮を受けて、熱力学サイクルの最大圧力Ｐ_Ｍまで加圧され、過冷液相（ポイント３）における圧縮終りの温度で出て行く。

或いは、断熱２相圧縮全体から出て行く作動流体は、飽和液相又は湿った飽和蒸気相（これらの場合は図３のポイント３には示されていない）にあり得る。

１−２−２’−３の前記変換では、断熱膨張（これより先で説明される連続した変換）の第１のステージの下流に配置された前記熱交換器Ｒの高温側（ライン５−５’）において湿った飽和蒸気相で循環する作動流体によって、第１の２相圧縮ステージＣＰ１，１の下流に配置された同じ熱交換器Ｒの低温側（ライン２−２’）において湿った飽和蒸気相で循環する同一の作動流体に伝達される加熱力による、（熱交換器Ｒにおいて実現される）等圧熱再生が注目される。

或いは、熱交換器Ｒの低温側の入口における作動流体は、過冷液相又は飽和液相（この場合は図３のポイント２には示されていない）であり得る。

３−４の変換
断熱２相圧縮全体の出口（ポイント３）における作動流体が蒸気発生器ＧＶに導かれ、そこで、熱源によって伝達された加熱力を（一定の圧力Ｐ_Ｍで）吸収し、湿った飽和蒸気相（ポイント４）における熱力学サイクルの最高温度Ｔ_Ｍに対応して出て行く。

或いは、蒸気発生器ＧＶにおける作動流体は、ａ）入口において過冷液相、及び出口において過冷液相、飽和液体、又は乾燥した飽和蒸気、又は過熱蒸気、さらには超臨界相、ｂ）入口において飽和液相又は湿った飽和蒸気相、及び出口において湿った飽和蒸気相、又は乾燥した飽和蒸気、又は過熱蒸気、さらには超臨界相、という場合（図３のポイント３及び４には示されていない）のうち１つであり得る。

４−５−５’−６の変換
蒸気発生器の出口（ポイント４）における作動流体は、ＥＰ_１，１及びＥＰ_１，２において第１の断熱膨張を受けて、Ｐ_Ｍ及びＴ_Ｍから膨張終点の圧力Ｐ_Ｈ及び温度Ｔ_Ｈになり、このように電力及び／又は機械力の産物を取得して、湿った飽和蒸気相（ポイント６）で出て行くが、温度Ｔ_Ｈはエンド・ユーザに加熱力を供給するのに適している。

或いは、ＥＰ_１，１及びＥＰ_１，２における第１の断熱膨張の作動流体は、ａ）入口において超臨界相又は過熱蒸気、及び出口において過熱蒸気相、又は乾燥した飽和蒸気、さらには湿った飽和蒸気、ｂ）入口において乾燥した飽和蒸気相、及び出口において湿った飽和蒸気相又は過熱蒸気相、ｃ）入口において湿った飽和蒸気相、及び出口において乾燥した飽和蒸気相又はこれも過熱蒸気相、ｄ）入口において過冷液体又は飽和液相、及び出口において湿った飽和蒸気相、という状態（図３のポイント４及び６には示されていない）のうち１つであり得る。

この４−５−５’−６の変換では、上記で言及された等圧熱再生（ライン５−５’における熱交換器Ｒの高温側）が注目され得る。

或いは、作動流体は、熱交換器Ｒの高温側において、ａ）入口において過熱蒸気相、及び出口において過熱蒸気相、又は乾燥した飽和蒸気、又は湿った飽和蒸気、又は飽和液体、さらには過冷液体、ｂ）入口において乾燥した飽和蒸気相又は湿った飽和蒸気相、及び出口において湿った飽和蒸気相、又は飽和液体、さらには過冷液体、という状態（図３のポイント５及び５’には示されていない）のうち１つであり得る。

６−７の変換
前述の膨張の最後（ポイント６）では、作動流体は凝縮器ＣＮＤに導かれ、そこで、等圧凝縮によりエンド・ユーザに加熱力を供給し、湿った飽和蒸気相（ポイント７）で出て行く。

或いは、作動流体は、凝縮器において、熱交換器Ｒの高温側（ライン５−５’）について説明されたのと同様の状態（図３のポイント６及び７には示されていない）のうち１つであり得る。

７−８の変換
電力及び／又は機械力の生成の状況を伴うＥＰ_１，３における第１の断熱膨張のさらなるステージは、作動流体を、前述の値Ｔ_Ｅ及びＰ_Ｅよりも、それぞれ、高い温度値及び圧力値に対応する湿った飽和蒸気相（ポイント８）にする。

１−９の変換
流量調整弁Ｓの出口における湿った飽和蒸気相（ポイント１）の作動流体流量の第２の割り当て分は、第２の回路Ｃ_２において説明されたように処理され、そこで等圧熱放散手段Ｄ_１における熱交換を受け、外部環境に熱出力を伝達して、湿った飽和蒸気相（ポイント９）で出て行く。

或いは、作動流体は、等圧熱放散手段Ｄ_１の出口において過冷液相又は飽和液体（この場合は図３のポイント９には示されていない）であり得る。

９−１０の変換
作動流体は、このポイントにおいて（ＥＰ_２で）第２の断熱２相膨張を受けて、蒸発の圧力Ｐ_Ｃ及び温度Ｔ_Ｃまで電力及び／又は機械力を生成し、湿った飽和蒸気相（ポイント１０）で出て行くが、温度Ｔｃはエンド・ユーザに冷却力を供給するのに適している。

１０−１１の変換
したがって、ポイント１０から、蒸発器ＥＶＡにおける等圧蒸発がエンド・ユーザに冷却力を供給する状況で起こり、湿った飽和蒸気相（ポイント１１）で出て行く。

８−１３、１１−１２−１３の変換（図１の構成に対応する図３）
図１のような回路状の解決策の場合には、図３を参照して、蒸発器ＥＶＡの出口（ポイント１１）における作動流体の第２の割り当て分は、（プラントの膨張機によって生成された電力及び／又は機械力の全体のごく一部分によってパワーを供給される）ＣＰ_２において低圧の機械的な２相圧縮を受け、湿った飽和蒸気相又は乾燥した飽和蒸気相（ポイント１２）で出て、次いで、ＥＩＴの入口（ポイント８）において第１の回路における作動流体の第１の割り当て分の熱力学エネルギーを使用することにより、ＥＩＴにおける断熱２相放出プロセスを受ける。２つの割り当て分を配合することによって得られた作動流体は、圧力Ｐ_Ｅ及び温度Ｔ_Ｅで湿った飽和蒸気相（ポイント１３）でＥＩＴから出て行く。

８−１２、１１−１２、１２−１３の変換（図２ａの構成に対応する図６ａ）
図２ａのような回路状の解決策の場合には、図６ａの対応する線図によると、蒸発器ＥＶＡの出口（ポイント１１）における作動流体（第２の割り当て分）は、ＥＩＴの入口（ポイント８）において第１の回路における作動流体の第１の割り当て分の熱力学エネルギーを使用することにより、ＥＩＴにおける断熱放出プロセスを直接受けて、ポイント１２によって指示された湿った飽和蒸気相の熱力学的状態に収れんし、後にＣＰ_２において機械的２相圧縮を受け、湿った飽和蒸気相又は乾燥した飽和蒸気相（ポイント１３）における圧力Ｐ_Ｅ及び温度Ｔ_Ｅに到達する。

８−１３、１１−１２−１３の変換（図２ｂの構成に対応する図６ｂ）
この場合（図２ｂの構成）、図１の場合のように、作動流体の第２の割り当て分は、断熱２相圧縮（ＣＰ_２）を受けて、ポイント１２における湿った飽和蒸気相又は乾燥した飽和蒸気で圧力Ｐ_Ｅ及び温度Ｔ_Ｅに直接到達する。ここから、第１の回路の第１の断熱膨張の出口（ポイント８）における作動流体の第１の割り当て分との等エンタルピーの混合が起こる。作動流体の、正確に同一の圧力Ｐ_Ｅの２つの割り当て分は、Ｍにおいて互いに混合され、そこから、湿った飽和蒸気相（ポイント１３）で作動流体流量全体が出て行く。

８−１２及び１１−１２の変換（図２ｃの構成に対応する図６ｃ）
最後に、図２ｃのプラントの変形形態が選択されると、ＥＩＴにおける断熱放出プロセスが排他的に起こることになり、作動流体の、ポイント８の熱力学的状態から来る第１の割り当て分及びポイント１１の熱力学的状態から来る第２の割り当て分は、図６ｃのような湿った飽和蒸気相（ポイント１２）における圧力Ｐ_Ｅ及び温度Ｔ_Ｅに達する。

１３−１又は１２−１の変換
最後に、ＥＩＴ（図１及び図３の変形形態）、又はＣＰ_２（図２ａ及び図６ａの変形形態）、又はＭ（図２ｂ及び図６ｂの変形形態）からのポイント１３における出口、さらにはＥＩＴ（図２ｃ及び図６ｃの変形形態）からのポイント１２における出口での、圧力Ｐ_Ｅ及び温度Ｔ_Ｅの全体的な作動流体流量は、熱放散手段Ｄ_２において第２の等圧熱放散を受け、外部環境における熱出力の伝達を実現し、さらには流量調整弁Ｓからの熱力学的変換の全シーケンスを繰り返すために、湿った飽和蒸気相（ポイント１）で出る。

要約すると、前記加熱−冷却動作モードで作動するプラントでは、作動流体は、エンド・ユーザに対して、
ａ）膨張プロセスにおいて生成された全体的な電力及び／又は機械力から、圧縮手段にパワーを供給するに必要な全体的な電力及び／又は機械力を差し引いたものと等しい電力及び／又は機械力、
ｂ）凝縮器ＣＮＤにおける加熱力（６−７の変換）、
ｃ）蒸発器ＥＶＡにおける冷却力（１０−１１の変換）、
という３つの出力類型を同時に供給する。

説明されたように、本発明によるプラントは、以前のものの代わりに、並びに以前のものと互いに、エンド・ユーザに対して、電力及び／又は機械力を常に供給しながら、加熱力のみ供給するための動作モード（「加熱」動作モード）又は冷却力のみ供給するための動作モード（「冷却」動作モード）によって動作することもできる。プラントのこれらの動作モードには、図４及び図５によってそれぞれ変更される温度‐エントロピー（これも比エントロピー）の定性図（Ｔ‐ｓ）における対応が見いだされ、今後簡単に論じられる。

図４のＴ‐ｓ線図を参照して（当然図１も引き続き参照して）、「加熱」動作モードは、作動流体流量の全体を、「加熱−冷却」動作モードに関して上記で説明されたものにそのまま対応する１−８の一連の熱力学的変換に従って第１の回路の中で循環させると規定される。しかしながら、ポイント８においては、圧力Ｐ_Ｅ及び温度Ｔ_Ｅで、作動流体はＲＤ_２において直接、熱力学的状態１の方へそらされ、Ｄ_２における熱放散を受ける（以前の「加熱−冷却」動作モードの１２−１又は１３−１の変換と類似の８−１の変換）。したがって、作動流体は、膨張機によって生成された電力及び／又は機械力の全体から、圧縮手段にパワーを供給するのに必要なごく一部分と、凝縮器ＣＮＤにおける熱出力（６−７の変換）とを差し引いたものを、エンド・ユーザに供給する。

「冷却」動作モード（プラント機構がそれぞれ図２ａから図２ｃに表されたもののうち１つであれば適用可能になる図６ａから図６ｃのように変更された線図を有する、図１の構成及び図５の線図）では、流量調整弁Ｓは作動流体流量を２つの割り当て分に分割する。Ｔ‐ｓ線図におけるサイクルの進展は、作動流体の第１の割り当て分が離路分岐ＲＤ_１のせいでＣＮＤにおける凝縮プロセスをバイパスするという態様のみに関して「加熱−冷却」動作モードとは異なり、したがって、作動流体は、唯一の断熱２相膨張によってＰ_Ｅ及びＴ_Ｅの近辺に直接到着し、前述の「加熱−冷却」動作モードと比較してより高いエントロピー値に明白に対応し、その他の状態は同一である。このように、作動流体は、膨張機において生成された電力及び／又は機械力の全体から、圧縮機手段の動力として必要なごく一部分と、蒸発器ＥＶＡにおける冷却力（１０−１１の変換）とを差し引いたものを、エンド・ユーザに供給する。

図７及び図８から図１０は第２の実施例を表現するものであり、そのプラントの機構及びＴ‐ｓ線図に表された熱力学的変換のシーケンスは、以下の相違を例外として、以前に説明された第１の実施例に関連した相同（homologous）と同一である。具体的には、第２の実施例は、第１の回路における２重の熱再生を特徴とするものである。第１の熱再生器Ｒ_１では、低温側及び高温側の作動流体は、それぞれ２−２’及び９−９’の変換を受け、第２の熱再生器Ｒ_２では、作動流体の低温側及び高温側は、それぞれ３−３’及び６−６’の変換を受ける。検討中の解決策は、より多くの熱再生を用いるさらなる仮説も示唆するものである。プラントの構成及びそれぞれのＴ‐ｓ線図は、第１の実施例の先の説明を考慮すれば実質的に自明である。

一般に、高温側作動流体による加熱力の伝達が起き、第１の回路において第１の断熱膨張手段ＥＰ_{１，Ｎ＋１}に機能的に関連づけられているいくつかの熱交換器Ｒ_Ｎ−１の部分は、すべてが凝縮手段ＣＮＤの上流又は下流に配置され得、さらには部分的に凝縮手段ＣＮＤの上流に配置され、且つ部分的に凝縮手段ＣＮＤの下流に配置され得ることが注目され得る。様々な熱力学的状態に印をつける数字は、この場合の特定の変換を考慮に入れており、したがって、第１の実施例に使用されているものと比較して明白な差異を示すものである（たとえば、第１の実施例のポイント１２における熱力学的状態は、第２の実施例のポイント１４における熱力学的状態に対応する）。

図１１及び図１２は第３の実施例を表現するものであり、そのプラント解決策及びＴ‐ｓ線図に表された熱力学的変換のシーケンスは、以前に説明された第１の実施例に関連づけられた相同と同一である。したがって、図は事実上自明のものとして考えられるべきである。しかしながら、第３の実施例は、第１の回路の２つの凝縮器ＣＮＤ_１及びＣＮＤ_２（その各々がそれぞれのエンド・ユーザに加熱力を提供する）と、第２の回路の２つの蒸発器ＥＶＡ_１及びＥＶＡ_２（その各々がそれぞれのエンド・ユーザに冷却力を提供する）との存在を特徴とするものである。それぞれのエンド・ユーザから必要とされる加熱力がない場合の単一の凝縮器の不活性化、及びそれぞれのエンド・ユーザから必要とされる冷却力がない場合の単一の蒸発器の不活性化は、それぞれの離路分岐の境界を定めるオン・オフ弁の組に作用して得られる。具体的には、ＲＤ_１，１及びＲＤ_１，２は、それぞれ第１の凝縮器ＣＮＤ_１及び第２の凝縮器ＣＮＤ_２に関連した、第１の回路における離路分岐である。オン・オフ弁Ｖ_{１，１，１}とＶ_{１，１，２}の組がＲＤ_１，１の境界を定め、オン・オフ弁Ｖ_{１，２，１}とＶ_{１，２，２}の組がＲＤ_１，２の境界を定める。その上に、ＲＤ_３，１及びＲＤ_３，２は、第２の回路においてそれぞれ第１の蒸発器ＥＶＡ_１及び第２の蒸発器ＥＶＡ_２に関連した離路分岐を表す。オン・オフ弁Ｖ_{３，１，１}とＶ_{３，１，２}の組がＲＤ_３，１の境界を定め、オン・オフ弁Ｖ_{３，２，１}とＶ_{３，２，２}の組がＲＤ_３，２の境界を定める。

Ｔ‐ｓ線図に対する（結果的にプラントの構成に対する）簡単且つ明白な変更により、本発明を、より多くの凝縮器（その各々がそれぞれのエンド・ユーザに加熱力を供給する）及びより多くの蒸発器（その各々がそれぞれのエンド・ユーザに冷却力を供給する）の場合に拡張することが可能性であり、一般に凝縮器の数は蒸発器の数とは異なる。

一般に、本発明の一態様によれば、第１の回路に、Ｎ段（Ｎ≧２）の圧縮ステージを備える第１の断熱２相圧縮手段ＣＰ_１，Ｎと、Ｎ＋１段のステージを備える第１の断熱膨張手段ＥＰ_{１，Ｎ＋１}とが設けられ、その中でも、少なくとも第３の三路オン・オフ弁Ｖ_３の上流の最終ステージだけが断熱２相膨張手段を備え、同様に、熱再生手段Ｒ_Ｎ−１はＮ−１台の熱交換器を含むことになり、最後に、第１の回路にはＫ個の凝縮手段ＣＮＤ_Ｋ（その各々がそれぞれのエンド・ユーザに加熱力を供給する）が設けられ、第２の回路にはＭ個の蒸発手段ＥＶＡ_Ｍ（その各々がそれぞれのエンド・ユーザに冷却力を供給する）が設けられ、第２の回路にはＭ個の第２の断熱２相膨張手段ＥＰ_２，Ｍが設けられ、一般にＫ≠Ｍであり、場合によりＫ＝Ｍである。

現在提案されたプラント及び方法は、現在市販されているＣＣＨＰプラントと、現況技術で提供される２相流体膨張機及び／又は２相流体圧縮機で動作するＣＣＨＰプラントの両方と比較して、エンド・ユーザの電力（及び／又は機械力）、加熱力及び冷却力の必要性を、かなり高い柔軟性を伴って満たすことができる。

特に、現在市販されているＣＣＨＰプラントを考えると、エンド・ユーザに冷却力を供給するための装置は吸込み式又は吸収式の冷却装置であり、一般に、１）プラントによって生成される電力（又は機械力）が、エンド・ユーザが必要とする電力（又は機械力）に等しく、同時に、プラントによって生成される加熱力が、エンド・ユーザが必要とする全体的な加熱力（前記冷却装置が必要とする加熱力を含む）よりも大きいか又は小さいものであり得る電気負荷追跡モード、２）プラントによって生成される加熱力が、エンド・ユーザが必要とする全体的な加熱力（前記冷却装置が必要とする加熱力を含む）に等しく、同時に、プラントによって生成される電力（又は機械力）が、エンド・ユーザが必要とする電力（又は機械力）よりも大きいか又は小さいものであり得る熱負荷追跡モード、という２つの調整モードのうち１つによって作動する。

現在市販されているＣＣＨＰプラントでは、一般に類似の調整モードが使用され、エンド・ユーザに冷却力を供給するための装置は、１）プラントによって生成される電力（又は機械力）が、エンド・ユーザが必要とする全体的な電力（又は機械力）（その蒸気圧縮冷凍サイクルが必要とする電気力又は機械力を含む）に等しく、同時に、プラントによって生成される加熱力が、エンド・ユーザが必要とする加熱力よりも大きいか又は小さいものであり得る電気負荷追跡サイクル、２）プラントによって生成される加熱力が、エンド・ユーザが必要とする加熱力に等しく、同時に、プラントによって生成される電力（又は機械力）が、エンド・ユーザが必要とする全体的な電力（又は機械力）（その蒸気圧縮冷凍サイクルが必要とする電力又は機械力を含む）よりも大きいか又は小さいものであり得る熱負荷追跡サイクル、の蒸気圧縮冷凍サイクルにしたがって、動作する。

つまり、商用ＣＣＨＰプラントは、プラントによって生成されるパワーの余剰又は不足がある状態で、エンド・ユーザに対して電力（又は機械力）、加熱力及び冷却力の供給を可能にするので、まあまあの柔軟性を有する。特に、プラントによって生成される加熱力の余剰は、外部環境において散逸され得るか又は適切な熱エネルギー貯蔵手段に貯蔵され得、電力（又は機械力）の余剰は、（可能であれば（whether possible））配電網に送られ得るか又は適切な電気（若しくは機械）エネルギー貯蔵手段に貯蔵され得て、最後に、加熱力又は電気力（若しくは機械力）の不足は、ＣＣＨＰプラントのそれぞれの集積化装置によって生成され得る。

現在市販されているＣＣＨＰプラントと比較して、当技術分野で既知の、特に非特許文献１で説明されている２相流体膨張機及び／又は２相流体圧縮機で動作するＣＣＨＰプラントは、一般に柔軟性がより高い。しかしながら、後者と比較しても、本発明によるプラント及び方法の方がかなり高い柔軟性を示す。特に、前記ＣＣＨＰプラントと比較して、本発明によるプラント及び方法の方が、かなり広い範囲（パワー値と、エンド・ユーザが必要とする加熱力及び冷却力に対応する温度値との両方に関連して理解されるべき範囲）において、エンド・ユーザが同時に必要とする電力及び／又は機械力、加熱力、並びに冷却力のそれぞれの値を、本発明によるプラント及び方法によって供給される前記３つのパワーの各々について過不足なく、供給することができる。

本発明によるプラントを使用することの優れた柔軟性は、エンド・ユーザが必要するパワー類型（電力、機械力、加熱力、冷却力）のうち少なくとも１つの値並びに／或いはエンド・ユーザが必要とする加熱力及び／又は冷却力に対応する温度のうち少なくとも１つの値が一時的に変動する場合には大変重要になる。そのような重要な柔軟性は、エンド・ユーザが必要とする電力（又は機械力）、加熱力及び冷却力の値とともに、同時に、第１の回路Ｃ_１及び第２の回路Ｃ_２においてそれぞれ循環する作動流体流量の２つの割り当て分の各々と、２つの熱放散手段Ｄ_１及びＤ_２の各々の出力における蒸気乾き度と、第１の回路の第１の断熱２相圧縮手段ＣＰ_１，Ｎの各ステージの出口における圧力と、第１の回路の蒸気発生手段ＧＶの出口における蒸気乾き度又は温度と、第１の回路の各凝縮手段ＣＮＤ_Ｋの出口における蒸気乾き度又は温度と、第１の回路の各熱再生手段の高温側Ｒ_Ｎ−１の出口における蒸気乾き度又は温度と、第１の回路の第１の断熱膨張手段ＥＰ_{１，Ｎ＋１}の各ステージの出口における圧力と、第２の回路の第２の断熱２相膨張手段ＥＰ_２，Ｍの各ステージの出口における圧力と、第２の回路の各蒸発手段ＥＶＡ_Ｍの出口における蒸気乾き度と、最後に第２の断熱２相圧縮手段、特に、同一のプラントによって発生された機械力又は電力のごく一部分を使用することによってパワーを供給される手段ＣＰ_２の出口における圧力との、少なくともいくつかのプロセス・パラメータを個々に独立して調整することにより、温度のそれぞれの値に対応して加熱力と冷却力の両方も供給する能力に由来するものである。

これらの以前に言及されたプロセス・パラメータ（及び特定の実施例に依拠して可能性のある他のプロセス・パラメータ）の調整は、当業者に既知の便法及びモードによって起こり得、したがって、ここでさらに詳述することはない。たとえば、第１の回路の凝縮手段ＣＮＤ_Ｋの出口における蒸気乾き度と、第２の回路の蒸発手段ＥＶＡ_Ｍの出口における蒸気乾き度は、ＣＮＤ_Ｋに関連づけられたエンド・ユーザが必要とする加熱力と、ＥＶＡ_Ｍに関連づけられたエンド・ユーザが必要とする冷却力をそれぞれ調整することにより、非常に簡単に制御される。その上、引き続き実例として、第１の回路の熱再生の高温側手段Ｒ_Ｎ−１の出口における蒸気乾き度の調整は、同じ熱再生の高温側手段の上流に配置された流量調整手段と、同じ熱再生の高温側手段に対して並列に配置された離路手段とによって、同じ熱再生の高温側手段において循環する作動流体流量を調整することにある。

その上、オン・オフ弁に対して上記で説明されたように作用することにより、プラント動作は、前記３つの動作モード「加熱」、又は「冷却」さらには「加熱−冷却」のいずれかによって設定され、エンド・ユーザのパワー要求に関連して単一の凝縮器及び／又は単一の蒸発器の活性化又は非活性化も指令される。

試験が行われ、本発明のプラント及び方法は、現在市販されているＣＣＨＰプラントと、現況技術の２相流体膨張機及び／又は２相流体圧縮機で動作するＣＣＨＰプラントの両方と比較して、先の利点と同じくらい重要な第２の利点を提示することが示されている。具体的には、本発明によるプラント及び方法は、プラントの熱力学的性能指標の値がより高い。同じ電力、加熱力及び冷却力がエンド・ユーザに供給されながら、熱源によって蒸気発生器の作動流体に伝達される加熱力が節約されることになる。

機械的断熱２相圧縮機によって前述のモードに従って遂行される圧縮プロセスは、以前に言及された２つの利点を達成するのに寄与する。

具体的に、プラントの熱力学的性能指標の向上に関連して、簡単さのために、熱再生器なしで、そして、第１の回路に単一の機械的な断熱２相圧縮機を有する、検討中のプラントを考える。そのような非従来的な技術を使用すると、他の条件（作動流体によってエンド・ユーザに供給される電力又は機械力、加熱力及び冷却力の値を含む）が同じでも、前記機械的な断熱２相圧縮機の出口における単位質量当りのエンタルピーが増加し、したがって、以下の２つの逆の効果を包含していることを意味する。第１の効果は、エンド・ユーザに対する所定の電力（又は機械力）の供給に必要な、第１の回路の中を循環する作動流体流量の第１の割り当て分が増加することにある。第２の効果は、蒸気発生器の出口と入口の間の単位質量当りのエンタルピーの差が減少することにある。前述の第１の効果及び第２の効果は、それぞれ、熱源によって蒸気発生器の作動流体に伝達される加熱力の増大及び減少を意味する。結果として、第１の回路の機械的な断熱２相圧縮機の出口における単位質量当りのエンタルピーの決定された値に対応して、後者の加熱力が最小値を示す。この状況では、プラントによってエンド・ユーザに供給されるパワー（電力及び／又は機械力、加熱力及び冷却力）の値と、熱源によって蒸気発生器においてプラントに伝達される加熱力の値の両方を考慮に入れた、プラントの熱力学的性能指標は、最大値を想定する。

他方では、湿った飽和蒸気相における作動流体の圧縮は、本発明によるプラントにおいて、特に第２の回路において、２相（飽和液体及び乾燥した飽和蒸気）の個別圧縮のために、伝統的技術ではなく前記非従来的な技術を使用して有利に実行され得る。後者は、液体−蒸気分離器による前記２相の分離と、２相の各々の圧力の、それぞれの従来の装置（循環ポンプ及び単相圧縮機）による、出口の圧力と同一の値までの連続した増加と、最後に前記２つの加圧された相の混合とをもたらす。特に、前記従来技術と比較して、機械的な断熱２相圧縮機を使用することにより、以下の利点が経験的に実現され得る。
− 適切な運転条件における２相圧縮機に必要な電力（又は機械力）は、入口の圧力、出口の圧力、入口の流量、及び入口の蒸気乾き度が同一の前記伝統的技術が全体として必要とするものと比較して低減する。
− 前記伝統的技術の場合には、様々な運転条件で単相圧縮機及び循環ポンプの出口において同一の圧力を得てプラント性能の著しい低下を防止するために、複雑な調整／制御システムを使用する必要がある。これに反して、２相圧縮機の場合には前記調整／制御システムはない。
− 前記伝統的技術の場合には、液体−蒸気分離器及び混合器を使用する必要がある。これに反して、２相圧縮機の場合には前記装置はない。

本発明によるプラントが提示する前記２つの利点は、上記で説明されたように熱再生Ｒの実装形態によっても達成される。

特に、プラントの熱力学的性能指標の向上に関連して、簡単さのために、検討中のプラントには第１の回路の単一の熱再生器の存在を想定する（図３）。熱再生器の高温側の作動流体によって熱再生器の低温側の同一の作動流体に伝達される加熱力の増加は、他の条件（作動流体によってエンド・ユーザに供給される電力又は機械力、加熱力、及び冷却力の値を含む）を同一として、以下の２つの逆の効果を決定する。第１の効果は、前記熱再生器の低温側の下流に配置された機械的な断熱２相圧縮機の入口と出口の間の、単位質量当りのエンタルピーの差が増加し、同時に、前記熱再生器の高温側の下流に配置された膨張機の入口と出口の間の、単位質量当りのエンタルピーの差が（絶対値において）減少することにある。結果として、エンド・ユーザに対する所定の電力（又は機械力）の供給に必要な、第１の回路の中を循環する作動流体流量の第１の割り当て分が増加する。第２の効果は、蒸気発生器の入口と出口の間の単位質量当りのエンタルピーの差が減少することにある。前述の第１の効果及び第２の効果は、それぞれ、熱源によって蒸気発生器の作動流体に伝達される加熱力の増大及び減少を意味する。後者の加熱力は、第１の回路の熱再生器において交換される加熱力の決定された値に対応して最小値を示す。この状況では、以前に言及されたプラントの熱力学的性能指標は最大値を想定する。

したがって、プラントの前記熱力学的性能指標のさらなる増加は、第１の回路において、以前に説明されたモードに従って、各々において、伝達された加熱力の適正値と、循環する高温側作動流体及び低温側作動流体に関連づけられた圧力の適正値との両方に対応して、熱交換が起こるいくつかの熱再生器を使用することにより達成され得る。

一般的な熱力学サイクルにおいて、１）熱的接触している作動流体（高温側、低温側）の２つの割り当て分間の質量交換の有無、２）同一の熱力学サイクルにおける高温側の位置及び低温側の位置、３）熱力学サイクルの動作条件、という態様に関連づけられたいくつかのモードによって熱再生が遂行され得ることが留意される。したがって、一般的な熱力学サイクルでは、熱再生の前記実現モードに関連して、熱再生によって生成された有利な効果又は不利な効果（すなわち、それぞれ、同一の熱力学サイクルの熱力学的性能指標の増加又は減少）を評価する必要がある。

本発明によるプラントによって提供される、以前に報告された２つの利点の達成に対するさらなる寄与は、断熱２相膨張機による、湿った飽和蒸気相における作動流体の膨張プロセスの実装形態によってもたらされる。具体的には、この非従来的な技術は、作動流体の熱力学エネルギーを電気エネルギー（又は機械エネルギー）に変換することによって、プラントの前記熱力学的性能指標の向上に寄与するものである。実際には、前記非従来的な技術の代わりの、従来のジュール−トムソン弁の可能な利用は、湿った飽和蒸気相にある作動流体の熱力学エネルギーの浪費を意味することになる。

最後に、本発明によるプラントの前記熱力学的性能指標の向上に対するさらなる寄与は、断熱２相放出装置による湿った飽和蒸気相における作動流体の圧縮プロセスの第２の回路における実装形態によってもたらされる。具体的には、適切な動作条件におけるそのような非従来的な技術は、第２の回路の機械的な断熱２相圧縮機ＣＰ_２に必要な電力（又は機械力）の低減又は完全な除去を決定する。

説明されたように、検討中のプラントは「湿った」又は「乾燥した」類型の作動流体で動作することができ、加えて、そのような流体は単一成分若しくは多成分の共沸であり得、又は多成分の非共沸でもあり得る。後者の場合には、前記流体の組成は、等圧凝縮中の及び等圧蒸発中の作動流体の温度傾向が、それぞれ加熱力及び冷却力のエンド・ユーザの温度傾向に近いように確立される（実際には、エンド・ユーザの前記温度傾向は、一般に凝縮器及び蒸発器の長手方向に沿って可変である）。このようにして、前記熱交換に関連づけられた非可逆性の低減が得られ、熱源によって蒸気発生器の作動流体に伝達される同一の加熱力での、検討中のプラントにおいて生成される全体的な電力及び／又は機械力が結果として増加する。

熱放散手段Ｄ_１及びＤ_２は実際の放熱器であり得、又は両方（若しくは一方）が、作動流体がエンド・ユーザに加熱力を供給する類似の熱交換器で置換され得る。言い換えれば、この場合、加熱力が外部環境に分散されることなくエンド・ユーザに供給される。

この状況は、温度のいくつかの異なる値、特に凝縮器及び熱放散手段に関連した温度の値に対応する加熱力を要求するエンド・ユーザがいるときに、起こり得る。

したがって、本説明では、外部環境に向けた熱出力の放散は、作動流体と熱流体の間の熱出力の伝達のための何らかの手段、その放熱器における作動流体の温度がエンド・ユーザにとって十分に高くないため、作動流体の熱出力が、外部環境（たとえば大気、海水又は川又は地下）の方へ分散される、実際の放熱器すなわち熱交換器、又は、前記温度が（エンド・ユーザの類型及び作動流体の類型に依拠して）十分に高ければ、そのような加熱力を分散させるのではなく同一のエンド・ユーザに対して有利に提供するように適合される熱交換器、として意図されることになる。

蒸気発生器は、それから出て来る作動流体の相に関連して、実際には、エコノマイザ（出口の流体は過冷液相又は飽和液体相である）、蒸発器（出口の流体は湿った飽和蒸気相又は乾燥した飽和蒸気相である）、又は過熱器（出口の流体は過熱蒸気相又は超臨界相である）になる。

以前に説明された熱力学的変換のシーケンスにおける作動流体の相は、一般的な動作条件に関連して指示されてきたが、明らかに、これは限定する態様を表すものではなく、本発明によるプロセスは、作動流体が前述の実例と異なる相であることを規定することもできる。

より一般的には、本発明により、エンド・ユーザに電力及び／又は機械力、加熱力及び／又は冷却力を供給するためのプラント及び方法に対して、添付の特許請求の範囲によって定義されるものと同じ発明の保護の範囲から逸脱することなく、さらなる変形形態及び／又は修正形態が可能である。

Claims (16)

1. 熱源によって伝達された加熱力を吸収するように適合された単一の作動流体を使用することにより、エンド・ユーザに電力及び／又は機械力を、かつ、同時に加熱力及び／又は冷却力を供給するためのプラントであって、
   ｉ）当該プラントの中を循環する作動流体の全体的な流量を、前記作動流体の第１の割り当て分と第２の割り当て分に分割するように適合された等エンタルピーの流量調整手段（Ｓ）と、
   ｉｉ）電力及び／又は機械力だけでなく、加熱力及び冷却力、又は冷却力のみの供給のための当該プラントの動作モードにおける、前記作動流体の前記第１の割り当て分の、或いは、電力及び／又は機械力だけでなく、加熱力のみの前記供給のための当該プラントの動作モードにおける、前記作動流体の前記全体的な流量の、前記循環のための、前記等エンタルピーの流量調整手段（Ｓ）の下流の、第１の回路（Ｃ_１）であって、
   − 当該プラントによって全体として発生された前記電力及び／又は機械力のごく一部分によってパワーを供給され、前記作動流体の圧力と結果的に温度を上昇させるように適合された第１の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_１，Ｎ）と、
   − 前記熱源によって伝達された前記加熱力によって熱的に活性化された前記作動流体の蒸気を発生させるための等圧蒸気生成手段（ＧＶ）と、
   − 前記作動流体の前記膨張によって前記電力及び／又は機械力を発生させるように適合された第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）と、
   − 結果としての前記エンド・ユーザへの加熱力の供給によって前記作動流体を凝縮するように適合された等圧凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）と、
   − 前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）の少なくとも１つのステージの下流を循環する前記作動流体からの加熱力の、前記第１の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_１，Ｎ）の少なくとも１つのステージの下流を循環する同じ作動流体への伝達を促進するように、前記第１の断熱２相圧縮手段（ＣＰ _１，Ｎ ）及び前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ _{１，Ｎ＋１} ）に機能的に関連づけられた、等圧熱再生手段（Ｒ_Ｎ−１）と、を備える、第１の回路と、
   ｉｉｉ）電力及び／又は機械力だけでなく、加熱力及び冷却力、又は冷却力のみの前記供給のための当該プラントの動作モードにおける、前記作動流体の前記第２の割り当て分の前記循環のための、前記等エンタルピーの流量調整手段（Ｓ）の下流の、第２の回路（Ｃ_２）であって、
   − 前記作動流体から当該プラントの外部環境への熱伝導を促進するように適合された第１の等圧熱放散手段（Ｄ_１）と、
   − 前記作動流体の前記膨張によって前記電力及び／又は機械力を発生させるように適合された第２の断熱２相膨張手段（ＥＰ_２，Ｍ）と、
   − 結果としての前記エンド・ユーザへの冷却力の供給によって前記作動流体を蒸発させるように適合された等圧蒸発手段（ＥＶＡ_Ｍ）と、
   − 前記作動流体の前記圧力と結果的に前記温度を上昇させるように適合された第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_２，ＥＩＴ）と、
   を備え、前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）の下流の前記第１の回路の前記作動流体の前記第１の割り当て分と、前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_２、ＥＩＴ）の中又はその下流における前記第２の回路の前記作動流体の前記第２の割り当て分とを配合するように適合されるように、前記第１及び第２の回路が互いに連通している、第２の回路と、
   ｉｖ）前記作動流体の前記全体的な流量の前記調整手段（Ｓ）の方への前記循環のための、前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_２、ＥＩＴ）の下流の、第３の回路（Ｃ_３）であって、前記作動流体から当該プラントの前記外部環境への熱エネルギーの前記伝達を促進するように適合された第２の熱放散手段（Ｄ_２）を前記調整手段の上流にさらに備える、第３の回路と、
   ｖ）バイパス手段であって、
   − 前記第１の回路において前記作動流体を逸らして前記凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）をバイパスするように適合された第１の離路手段（ＲＤ_１，Ｋ）と、
   − 前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）の下流の前記第１の回路（Ｃ１）と前記第２の熱放散手段（Ｄ_２）の上流の前記第３の回路（Ｃ_３）との間で前記作動流体を逸らして前記第２の回路（Ｃ_２）をバイパスするように適合された第２の離路手段（ＲＤ_２）と、を備える、バイパス手段と、
   ｖｉ）前記回路と前記バイパス手段の間に前記作動流体を分配するように適合された制御手段と、
   を備え、それにより、当該プラントが、以下の代替機能:
   − 前記エンド・ユーザへの、電力及び／又は機械力だけでなく、同時の加熱力及び冷却力の前記供給のためのプラントの動作モードにおいて、前記第１の回路における前記作動流体の前記第１の割り当て分を、前記凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）及び前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）を通して、前記第２の回路の前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_２、ＥＩＴ）の方へ送ること、
   − 前記エンド・ユーザへの、電力及び／又は機械力だけでなく、同時の冷却力のみの前記供給のためのプラントの動作モードにおいて、前記第１の回路における前記作動流体の前記第１の割り当て分を、前記第１の離路手段（ＲＤ_１，Ｋ）及び前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）を通して、前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_２、ＥＩＴ）の方へ逸らすこと、及び
   − 前記エンド・ユーザへの、電力及び／又は機械力だけでなく、同時の加熱力のみの前記供給のためのプラントの動作モードにおいて、前記第１の回路における前記作動流体の前記全体的な流量を、前記凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）及び前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）を通して、次いで前記第２の離路手段（ＲＤ_２）通して、前記第３の回路の方へ送ること、
   のために構成可能である、プラント。
2. 前記第１の離路手段（ＲＤ_１，Ｋ）が前記作動流体を逸らすための少なくとも１つの第１の離路分岐を備え、前記第１の離路分岐が、前記凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）の上流及び下流の前記第１の回路に配置された第１の（Ｖ_{１，Ｋ，１}）及び第２の（Ｖ_{１，Ｋ，２}）三路オン・オフ弁によって境界を定められており、前記第２の作動流体離路手段（ＲＤ_２）が、前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）の下流に配置された第３の三路オン・オフ弁（Ｖ_３）によって、かつ、前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_２、ＥＩＴ）と前記第２の熱放散手段（Ｄ_２）との間に配置された第４の三路オン・オフ弁（Ｖ_４）によって境界を定められた第２の離路分岐を備えており、それによって、前記等エンタルピーの流量調整手段（Ｓ）に加えて各弁を構成して前記代替機能が得られる、請求項１に記載のプラント。
3. 前記バイパス手段が、前記第２の回路において前記作動流体を逸らしてそれぞれの蒸発手段（ＥＶＡ_Ｍ）をバイパスするように適合された第３の離路手段（ＲＤ_３，Ｍ）を備え、前記第３の離路手段（ＲＤ_３，Ｍ）が前記作動流体を逸らすための少なくとも１つの第３の離路分岐を備え、前記第３の離路分岐が、それぞれの蒸発手段（ＥＶＡ_Ｍ）の上流及び下流の前記第２の回路に配置された第１の（Ｖ_{３，Ｍ，１}）及び第２の（Ｖ_{３，Ｍ，２}）三路オン・オフ弁によって境界を定められている、請求項２に記載のプラント。
4. 前記第２の回路の前記第２の断熱２相圧縮手段が、当該プラントによって全体として発生された前記電力及び／又は機械力の一部分によって駆動される１つ又は複数の断熱２相圧縮機（ＣＰ_２）からなり、等エンタルピーの混合手段（Ｍ）が、前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分を配合するために、前記断熱２相圧縮機（ＣＰ_２）の下流且つ前記第４の三路オン・オフ弁（Ｖ_４）の上流に配置されて、さらに提供される、請求項２に記載のプラント。
5. 前記第２の回路の前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ _２ ，ＥＩＴ）が、前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分の間の前記配合ももたらすように適合された、断熱２相放出手段（ＥＩＴ）からなる、請求項２に記載のプラント。
6. 前記第２の回路の前記第２の断熱２相圧縮手段（ＣＰ _２ ，ＥＩＴ）が、前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分の間の前記配合ももたらすように適合された断熱２相放出手段（ＥＩＴ）と、前記断熱２相放出手段（ＥＩＴ）の上流又は下流に配置され、全体として当該プラントによって発生された電力及び／又は機械力の一部分によって駆動される１つ又は複数の断熱２相圧縮機（ＣＰ_２）とを備える、請求項２に記載のプラント。
7. 前記第１の回路の前記第１の断熱２相圧縮手段（ＣＰ_１，Ｎ）が、Ｎ段（Ｎ≧２）の圧縮ステージを備え、前記第１の回路の前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）がＮ＋１段のステージを備え、その中でも、前記第３の三路オン・オフ弁（Ｖ_３）の上流の少なくとも１つの最終ステージが断熱２相膨張手段からなり、前記熱再生手段（Ｒ_Ｎ−１）がＮ−１台の熱交換器を備える、請求項２から６までのいずれか一項に記載のプラント。
8. 前記第１の回路の前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）が、前記最終ステージの上流において少なくとも２つのステージを備え、前記少なくとも２つのステージは、断熱２相膨張機からなるか、又は断熱２相膨張機に続いて若しくは先行して断熱蒸気タービンからなるか、或いは断熱蒸気タービンからなる、請求項７に記載のプラント。
9. 前記第１の回路の前記第１の断熱２相膨張手段（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）に機能的に関連づけられた前記熱再生手段（Ｒ_Ｎ−１）は、すべてが前記凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）の上流に配置されているか、又はすべてがその下流に配置されているか、或いはいくつかが前記凝縮手段（ＣＮＤ_Ｋ）の上流に、いくつかが下流に配置されている、請求項７又は８に記載のプラント。
10. 熱源によって伝達された加熱力を吸収するように適合された単一の作動流体の熱力学サイクルを使用することにより、エンド・ユーザへの電力及び／又は機械力、同時に加熱力及び／又は冷却力の供給のための方法であって、
    − 湿り蒸気相における等エンタルピーの細別によって得られた作動流体の流量の少なくとも１つの第１の割り当て分を熱力学的変換の第１のシーケンスに送るステップであって、熱力学的変換の第１のシーケンスが、
    − 熱力学サイクルによって全体として発生された電力及び／又は機械力の一部分を使用して前記作動流体の圧力と結果的に温度が上昇する少なくとも１つの第１の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ_１，Ｎ）と、
    − 熱源によって伝達された加熱力を使用する前記作動流体の等圧蒸気発生プロセス（ＧＶ）と、
    − 前記作動流体の膨張によって前記電力及び／又は機械力が発生される少なくとも１つの第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）と、
    − 前記第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）の少なくとも１つのステージの下流を循環する前記作動流体から、前記第１の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ_１，Ｎ）の前記少なくとも１つのステージの下流を循環する前記同じ作動流体へ熱伝導が起こるように、前記第１の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ _１，Ｎ ）の少なくとも１つのステージ及び前記少なくとも１つの第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ _{１，Ｎ＋１} ）に機能的に関連づけられた、少なくとも１つの等圧熱再生プロセス（Ｒ_Ｎ−１）と、をもたらす、ステップと、
    − 電力及び／又は機械力だけでなく、加熱力及び冷却力、又は冷却力のみの供給のための当該方法の動作モードにおいて、湿り蒸気相における前記等エントロピーの細別から得られた前記作動流体の第２の割り当て分を熱力学的変換の第２のシーケンスに送るステップであって、前記熱力学的変換の第２のシーケンスが、
    − 前記作動流体から外部環境へ第１の熱伝導が促進される第１の等圧熱放散プロセス（Ｄ_１）と、
    − 前記作動流体の前記膨張によって電力及び／又は機械力が発生される少なくとも１つの第２の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_２，Ｍ）と、
    − 前記エンド・ユーザへの冷却力の結果としての供給を伴う、前記作動流体の少なくとも１つの等圧蒸発プロセス（ＥＶＡ_Ｍ）と、
    − 前記作動流体の前記圧力と結果的に前記温度が上昇する第２の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ_２、ＥＩＴ）と、
    をもたらし、
    − 前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分が、前記第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）の下流において、前記第２の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ_２、ＥＩＴ）の中又はその下流において互いに配合され、前記作動流体の前記全体的な流量が、前記作動流体から前記外部環境へ第２の熱伝導が促進される第２の等圧熱放散プロセス（Ｄ_２）に送られ、
    − 電力及び／又は機械力だけでなく、加熱力及び冷却力の前記供給のための当該方法の動作モードにおいてのみ、前記作動流体の前記第１の割り当て分が、前記第１のシーケンスにおいて、結果としての前記エンド・ユーザへの加熱力の供給によって前記作動流体が凝縮する少なくとも１つの等圧凝縮プロセス（ＣＮＤ_Ｋ）にも送られる、ステップと、
    − 電力及び／又は機械力だけでなく、加熱力のみの前記供給のための当該方法の動作モードにおいて、
    − 前記第１のシーケンスにおいて、前記作動流体の前記全体的な流量を、結果としての前記エンド・ユーザへの加熱力の供給によって前記作動流体が凝縮する前記少なくとも１つの凝縮プロセス（ＣＮＤ_Ｋ）にも送るステップと、
    − 前記第２の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ_２、ＥＩＴ）の直接下流の前記作動流体の前記全体的な流量を、前記作動流体から前記外部環境へ第２の熱伝導が促進される前記第２の熱放散プロセス（Ｄ_２）に送るステップと、を含み、
    − 最後に、当該方法の前述の３つの代替動作モードのすべてにおいて、前記第２の熱放散プロセス（Ｄ_２）の下流の前記作動流体の前記全体的な流量が、前記第１及び可能性のある第２のシーケンスに向けた前記熱力学サイクルの繰返しにおいて再び分配される、方法。
11. 前記第２のシーケンスにおける前記第２の断熱２相圧縮プロセスが、前記熱力学サイクルによって全体として発生された電力及び／又は機械力の一部分によって駆動される第２の断熱機械的圧縮プロセス（ＣＰ_２）から成り、前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分の間の前記配合が、前記第２の断熱機械的圧縮プロセス（ＣＰ_２）の下流且つ前記第２の熱放散プロセス（Ｄ_２）の上流の、等エンタルピーの混合工程（Ｍ）によって実行される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２のシーケンスにおける前記第２の断熱２相圧縮プロセスが、前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分の間の前記配合も実行される断熱２相放出プロセス（ＥＩＴ）から成る、請求項１０に記載の方法。
13. 前記第２のシーケンスにおける前記第２の断熱２相圧縮プロセスが、前記作動流体の前記第１及び第２の割り当て分の間の前記配合も実行される断熱２相放出プロセス（ＥＩＴ）と、前記断熱２相放出プロセス（ＥＩＴ）の上流又は下流の、前記熱力学サイクルによって全体として発生された前記電力及び／又は機械力の一部分によって駆動される、断熱機械的圧縮プロセス（ＣＰ_２）と、を含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記第１のシーケンスにおける前記第１の断熱２相圧縮プロセス（ＣＰ_１，Ｎ）がＮ段（Ｎ≧２）の圧縮ステージをもたらし、前記第１のシーケンスにおける前記第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）がＮ＋１段の膨張ステージをもたらし、その中でも、少なくとも１つの最終ステージが断熱２相膨張プロセスから成り、前記熱再生（Ｒ_Ｎ−１）においてＮ−１段の伝熱プロセス・ステージが実行される、請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の方法。
15. 前記第１のシーケンスにおける前記第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）が、前記最終ステージの上流に、断熱２相膨張プロセスのみを含むか、又は断熱２相膨張プロセスに続いて若しくは先行して断熱単相膨張プロセスを含むか、或いは単相断熱２相膨張プロセスのみを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１のシーケンスにおける前記第１の断熱２相膨張プロセス（ＥＰ_{１，Ｎ＋１}）に機能的に関連づけられた前記等圧熱再生プロセス（Ｒ_Ｎ−１）が、前記少なくとも１つの等圧凝縮プロセス（ＣＮＤ_Ｋ）の上流又は下流で全体的に実行されるか、或いは前記少なくとも１つの等圧凝縮プロセス（ＣＮＤ_Ｋ）の、上流で部分的に且つ下流で部分的に実行される、請求項１４又は１５に記載の方法。

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