HEAT ENGINE SYSTEM WITH A SUPERCRITICAL WORKING FLUID AND PROCESSES THEREOF

본 명세서에 개시된 본 발명의 측면들은 일반적으로 전기를 발생시키는 열 기관 시스템 및 방법을 제공한다. 하나의 구성에서, 열 기관 시스템은, 고압측 및 저압측을 가지며 작동 유체(예컨대, sc-CO)를 포함하는 작동 유체 회로를 포함한다. 이 시스템은 열 에너지를 기계 에너지로 변환하도록 구성된 동력 터빈, 기계 에너지를 전기로 변환하도록 구성된 전동기 발전기, 및 작동 유체 회로 내의 작동 유체를 순환시키도록 구성된 펌프를 더 포함한다. 이 시스템은 열 에너지를 열원 스트림으로부터 작동 유체로 전달하도록 구성된 열 교환기, 열 에너지를 작동 유체 회로의 저압측으로부터 고압측으로 전달하도록 구성된 리쿠퍼레이터, 및 작동 유체 회로의 저압측 내의 작동 유체로부터 열 에너지를 제거하도록 구성된 응축기(예컨대, 공랭식 또는 유냉식)를 더 포함한다. Aspects of the invention disclosed herein generally provide heat engine systems and methods for generating electricity. In one configuration, a heat engine system contains a working fluid circuit having high and low pressure sides and containing a working fluid (e.g., sc-CO2). The system further contains a power turbine configured to convert thermal energy to mechanical energy, a motor-generator configured to convert the mechanical energy into electricity, and a pump configured to circulate the working fluid within the working fluid circuit. The system further contains a heat exchanger configured to transfer thermal energy from a heat source stream to the working fluid, a recuperator configured to transfer thermal energy from the low pressure side to the high pressure side of the working fluid circuit, and a condenser (e.g., air- or fluid-cooled) configured to remove thermal energy from the working fluid within the low pressure side of the working fluid circuit.