[发明专利]郎肯循环发电装置热源控制装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及郎肯循环系统，具体地是涉及一种控制流向其蒸发器的 热气流的方法及设备。

背景技术

有机郎肯循环发电装置(Power Plant)可用于将热气流中存储的热能转 变为电能。该发电装置包括蒸发有机工作液体的锅炉或蒸发器，响应于由蒸发 器所产生的蒸发工作液体、用于使蒸汽膨胀并做功的涡轮机，连接到涡轮机、 将由其产生的功转化为电能的发电机，和冷凝从涡轮机排出的膨胀的蒸发工作 液体蒸汽并产生冷凝物的冷凝器，该冷凝物由泵或在重力作用下返回到锅炉中。

供应到蒸发器的热气流可来自于多种来源，如火焰，往复式发动机的废 气，热氧化器的废气以及可来自于诸如化学过程或制造过程等多种工业过程。 相应地，热气流的压力和流动特性也基本上随来源的种类和地点而变化。因此， 需要控制热源的流速，并特别要保证在发电装置处于非工作模式时，没有热气 流经过蒸发器。

发明内容

简单的说，根据本发明的一方面，提供了一种气流调节装置，其以如下 方式控制：在发电装置工作时使气体自由流动，而在发电装置处于非工作模式 时，阻止热气体流过。

根据本发明的另一方面，气流调节装置包括位于蒸发器下游侧的鼓风机。

通过本发明的另一方面，鼓风机由数字信号选择性使能，其速度由模拟 信号控制，两个信号都由控制器提供。

根据本发明的另一方面，气流调节装置包括放置在热源和蒸发器之间的 阀。

根据本发明的另一方面，该阀由控制装置的数字信号使能，其位置由控 制装置的模拟信号调整。

在下文描述的附图中，描绘了优选及替代实施例；但是，在不偏离本发 明精神和范围的情况下，也可有其他多种修改和替代构造。

附图说明

图1是其中结合有本发明的郎肯循环发电装置的示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的示意图；

图3是根据本发明的另一种实施方式的示意图；

图4是另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出了有机郎肯循环发电装置，包括由线12所示的提供给锅炉或 蒸发器13的热气流的热源11，然后废气最终流向外界环境。蒸发器13提供了 与工作液体的热交换关系，在交换过程中，工作液体由液体变为气体。

工作液体流经闭合回路系统，该系统包括除蒸发器13外的涡轮机14、 冷凝器16和泵15。由此蒸汽从蒸发器13通向涡轮机14，向其提供动力， 然后膨胀的蒸汽从涡轮机14通向冷凝器16，在此冷凝为液体后流回到蒸发 器13。涡轮机14用来为发电机17提供功率以用传统方式发电。

如前文所述，由于热源11的多样性，以及其相关的不同的压力和流体 特性，申请人认识到以如下方式控制热侧蒸发器气流的可取性：蒸发器13以 有效且高效的方式运行，进一步地，在有机郎肯循环发电装置的非工作状态期 间，不加热蒸发器13。这是由图1中虚线所示的控制机构18实现的。

控制机构18由如下方式设计并使用，即能够不重构或较少重构控制机 构18而适应多种不同的热源11。

现在参照图2，控制机构18示出为整合到郎肯循环发电装置，该发电 装置具有由热源19加热的蒸发器13，该热源包括可使热气经过其中流向外 界环境的烟管或文丘里管。由热气流浮力产生的烟管效应或由热气流通过狭窄 流动通道所产生的吸力效应阻止了热气流通到蒸发器。事实上，冷却的外界环 境空气被抽吸经过蒸发器并回到热源。但是，在发电装置工作期间，操作鼓风 机21经过蒸发器13抽吸热气，在此它们将用于使液体变成蒸汽，然后废气 被排往外界环境。鼓风机21由变速驱动器22驱动，从而选择性改变鼓风机 21的速度以控制涡轮机进口压力和发电机功率，同时适应热源19的压力和流 体特性。

控制装置18设计成可以开启或关闭变速驱动器22，并且还进一步地 选择性改变其速度。这是通过控制装置的两路分开的信号实现的，一个是数字 信号，另一个是模拟信号。即，控制装置18沿线路23发送数字信号以使能 (enable)或禁能(disable)机构24，进而开启或关闭变速驱动器22。控制 装置也可选择性沿线路26发送模拟信号至速度控制机构27以选择性控制变 速驱动器22的速度。