the organic rankine cycle
play

The Organic Rankine Cycle Power Production from Low Temperature - PowerPoint PPT Presentation

Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme The Organic Rankine Cycle Power Production from Low Temperature Heat Hartmut Spliethoff, Andreas Schuster Institute for


  1. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme The Organic Rankine Cycle – Power Production from Low Temperature Heat Hartmut Spliethoff, Andreas Schuster Institute for Energy Systems Technische Universität München Electricity generation, combined heat and power Strasbourg, 14 -16 September 2006

  2. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme Contents • Introduction – History… – Recapitulation Clausius Rankine Cycle • State of the Art Applications – Biomass Combustion – Geothermal Power Plants • Innovative Applications – Solar Desalination with Organic Rankine Cycle – Waste-heat recovery from biomass digestion plants • Conclusion and Outlook Electricity generation, combined heat and power 2 Strasbourg, 14 -16 September 2006

  3. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme ��������������������� ���������������� � William John Macquorn Rankine 5 th July 1820 * † 24 th December 1872 • Scottish physicist and engineer • one of the founders of WJM Rankine thermodynamics • important contributions to the theory of steam engine Electricity generation, combined heat and power 3 Strasbourg, 14 -16 September 2006

  4. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme ��������������������������������� ������������ ������������ ������������ ������������ ����������������� ����������������� ����������������� ����������������� �������������� �������������� �������������� �������������� ������������� ������������� ������������� ������������� ���������������� ���������������� ���������������� ���������������� ��������������������� ��������������������� ��������������������� ��������������������� ������ ����� � ������� ��������� ��������� �������������� �������������� �������������� �������������� Jürgen Karl Jürgen Karl Jürgen Karl Jürgen Karl ����������������� ����������������� ����������������� ����������������� ���� #�� ���������������������������� ���������������������������� ���������������������������� ���������������������������� M �������������� !���"������ �������������� !���"������ �������������� !���"������ �������������� !���"������ Electricity generation, combined heat and power 4 Strasbourg, 14 -16 September 2006

  5. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme ������������������������������������������� �������������� �����������!����� 1000 1000 1000 ������#�����#����� ������#�����#����� ������#�����#����� 100 100 100 power range [MW] power range [MW] power range [MW] 10 10 10 $�������%������������ $�������%������������ $�������%������������ 1 1 1 ������&����� ������&����� ������&����� 0,1 0,1 0,1 �������� &����� �������� &����� �������� &����� Jürgen Karl, Dezentrale Energiesysteme Jürgen Karl, Dezentrale Energiesysteme 0,01 0,01 0,01 0 0 0 20 20 20 40 40 40 60 60 60 80 80 80 efficiency [%] efficiency [%] efficiency [%] Electricity generation, combined heat and power 5 Strasbourg, 14 -16 September 2006

  6. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme "�� #���������������$�����% �������������� ��� ����� ����� ����� The ORC uses organic substances instead of water as working fluid • Silicone Oils • Hydrocarbons • Fluorocarbons ����� ����������!��� Organic fluids lead to • higher turbine efficiencies due to the higher mass flow (leakage ↓ ) • low maintenance operation • good part load behavior Electricity generation, combined heat and power 6 Strasbourg, 14 -16 September 2006

  7. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme "�� #���������������$�����% ��� ����������� ��� ����� ����� ����� ���� � ������ ���� ��!��� 200 200 500 500 ������� . 400 400 4 4 150 150 C] C] C] C] ���� . - 25 bar 25 bar temperature [° temperature [° , temperature [° temperature [° 3 4 3 4 , - . 100 bar 100 bar . 2 2 &��!����� 300 300 , ��������� - � � 3 3 2 2 100 100 10 bar 10 bar ������ ������ ����� ����� ( - 200 200 ( 10 bar 10 bar 5 5 � � ' ������� ������� 5 bar 5 bar 1 1 , ) / 50 50 6 6 0 0 ��������� ��������� 1 bar 1 bar ������� ������ 100 100 ' 2 2 4 4 x=0,2 x=0,2 0,6 0,6 0,8 0,8 , , 0,4 0,4 , , 0,6 0,6 0 0 1 1 0 0 0 0 , , = = 8 8 ( x x ( ����!����� !��� ) 0 0 5 5 p=1 bar p=1 bar p=0,05 bar p=0,05 bar ����� !��� 0 0 ��������� 0 0 '������� ������� (������ 0,0 0,0 2,0 2,0 4,0 4,0 6,0 6,0 8,0 8,0 10,0 10,0 ) 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6 1,8 1,8 2,0 2,0 / spezific entropy [kJ/kgK] spezific entropy [kJ/kgK] spezific entropy [kJ/kgK] spezific entropy [kJ/kgK] ������� ����� ' ��������� ��������� ) ) ' �&�������� �����������������!�����'())�*�+ �&�������� �����������������!�����'())���+ ���� #�� ���� #�� ����� ��������������� ����� ����� ��������������� ����� ���� #�� M M M M �������������� !���"������ �������������� !���"������ Electricity generation, combined heat and power 7 Strasbourg, 14 -16 September 2006

  8. Lehrstuhl Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff Prof. Dr.-Ing. H. Spliethoff E nergie E nergie S ysteme S ysteme #�$������!� ���!������� #�$����� ���!������� 200 200 150 150 C] C] 25 bar 25 bar temperature [° temperature [° 3 4 3 4 2 2 � � � � 100 100 10 bar 10 bar ( 5 5 5 bar 5 bar 1 1 50 50 6 6 / 0 0 x=0,2 x=0,2 0,4 0,4 ( 0,8 0,8 0,6 0,6 p=1 bar p=1 bar 0 0 / 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6 1,8 1,8 2,0 2,0 spezific entropy [kJ/kgK] spezific entropy [kJ/kgK] 0 1 ������������ ���������� ���� ����!��������� ����� ( M M M M 0 2��������3��� �������� 4������� ( / 5���� �� !��� ��� ���������� ��� ��6!���������� ��!�� Electricity generation, combined heat and power 8 Strasbourg, 14 -16 September 2006

Recommend


More recommend