JP7516544B2 - 片持ターボ機械を備えた一体型の気密封止されたターボエキスパンダジェネレータ - Google Patents
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Description
- 廃熱源から廃熱を受け取る熱交換器など、作動流体を加熱するために必要な加熱器にターボエキスパンダを接続する、ターボエキスパンダの流体入口及び流体出口の気密封止されたフランジ、
- 外部冷却システムに接続された、入口及び出口の気密封止された圧縮機又はポンプフランジ、
- 能動型磁気軸受に電力供給する電力ケーブル、
- 発電機の電力ケーブル、
を介してのみ外界に接続される。
Claims (15)
- 一体型の気密封止されたターボエキスパンダジェネレータ(21)であって、
気密封止されたケーシング装置(23)と、
前記気密封止されたケーシング装置内に配置されたターボエキスパンダ(25;25.1、25.2)と、
前記気密封止されたケーシング装置(23)内に配置された流体加圧ターボ機械(27)と、
前記気密封止されたケーシング装置(23)内に配置された発電機(29)と、を備え、
前記ターボエキスパンダ(25;25.1、25.2)、前記流体加圧ターボ機械(27)及び前記発電機(29)は、前記気密封止されたケーシング装置(23)内に能動型磁気軸受(41、41.1~41.4)によって回転式で支持される少なくとも1つのシャフトを含む共通のシャフトライン(31;31.1、31.2)上に配置され、
前記流体加圧ターボ機械(27)は、軸受の間に配置され、
前記ターボエキスパンダは、前記シャフトライン(31;31.1、31.2)の第1の端部において片持ちされた高圧ターボエキスパンダセクション(25.1)と、前記シャフトライン(31;31.1、31.2)の第2の端部において片持ちされた低圧ターボエキスパンダセクション(25.2)と、を有し、前記高圧ターボエキスパンダセクション(25.1)で膨張した作動流体が再加熱されて前記低圧ターボエキスパンダセクション(25.2)に供給されるように前記高圧ターボエキスパンダセクション(25.1)と前記低圧ターボエキスパンダセクション(25.2)とが直列に流体接続され、
前記発電機(29)及び前記流体加圧ターボ機械(27)は、前記高圧ターボエキスパンダセクション(25.1)と前記低圧ターボエキスパンダセクション(25.2)との間に配置されている、ターボエキスパンダジェネレータ(21)。 - 前記発電機(29)は、前記低圧ターボエキスパンダセクション(25.2)と前記流体加圧ターボ機械(27)との間に配置されている、請求項1に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- ジョイント(51)が、前記発電機(29)と前記流体加圧ターボ機械(27)との間に設けられている、請求項1又は2に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記ターボエキスパンダは、前記高圧ターボエキスパンダセクション(25.1)で膨張した作動流体が、熱交換器(13.3)を通じて外部の廃熱源(7)から伝達される廃熱によって再加熱されて前記低圧ターボエキスパンダセクション(25.2)に供給されるように構成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記流体加圧ターボ機械(27)は、少なくとも2つのセクションを含むマルチセクションターボ機械である、請求項1~4のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 一体型の気密封止されたターボエキスパンダジェネレータ(21)であって、
気密封止されたケーシング装置(23)と、
前記気密封止されたケーシング装置内に配置されたターボエキスパンダ(25)と、
前記気密封止されたケーシング装置(23)内に配置された流体加圧ターボ機械(27;27.1、27.2)と、
前記気密封止されたケーシング装置(23)内に配置された発電機(29)と、を備え、
前記ターボエキスパンダ(25)、前記流体加圧ターボ機械(27;27.1、27.2)及び前記発電機(29)は、前記気密封止されたケーシング装置(23)内に能動型磁気軸受(41、41.1~41.4)によって回転式で支持される少なくとも1つのシャフトを含む共通のシャフトライン(31;31.1、31.2)上に配置され、
前記ターボエキスパンダ(25)は、軸受の間に配置され、
前記流体加圧ターボ機械は、前記シャフトライン(31;31.1、31.2)の第1の端部において片持ちされた低圧セクションと、前記シャフトライン(31;31.1、31.2)の第2の端部において片持ちされた高圧セクションと、を有し、前記低圧セクションと前記高圧セクションとは順に流体接続され、前記発電機(29)及び前記ターボエキスパンダ(25)は、前記流体加圧ターボ機械の前記低圧セクションと前記高圧セクションとの間に配置されている、ターボエキスパンダジェネレータ(21)。 - 前記発電機(29)は、前記流体加圧ターボ機械の前記低圧セクションと前記ターボエキスパンダ(25)との間に配置されている、請求項6に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記ターボエキスパンダ(25)は、ガス入口端部が前記流体加圧ターボ機械(27、27.1、27.2)のセクションに面し、ガス出口端部が前記発電機(29)に面する状態で、前記シャフトライン(31、31.1、31.2)に沿って配置されている、請求項6又は7に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- ジョイント(51)が、前記発電機(29)と前記ターボエキスパンダ(25)との間に配置されている、請求項6~8のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記流体加圧ターボ機械(27.1、27.2)は中間冷却ターボ機械である、請求項5~9のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記流体加圧ターボ機械(27;27.1、27.2)は圧縮機及びポンプのうちの1つである、請求項1~10のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記ターボエキスパンダ(25)は、少なくとも2つのセクションを含むマルチセクションターボエキスパンダである、請求項6~11のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記マルチセクションターボエキスパンダ(25)は再加熱ターボエキスパンダである、請求項12に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 前記発電機(29)は軸受の間に配置されている、請求項1~13のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)。
- 請求項1~14のいずれか一項に記載のターボエキスパンダジェネレータ(21)を通じて処理された作動流体に熱を伝達するように適合された廃熱源(7)を備える熱力学的システムであって、前記ターボエキスパンダジェネレータは、前記廃熱源(7)からの廃熱の一部を電気的出力に変換するように適合されている、熱力学的システム。
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