CN100572759C - 蒸汽驱动的涡轮发电机系统 - Google Patents

蒸汽驱动的涡轮发电机系统 Download PDF

Info

Publication number
CN100572759C
CN100572759C CNB2005800483519A CN200580048351A CN100572759C CN 100572759 C CN100572759 C CN 100572759C CN B2005800483519 A CNB2005800483519 A CN B2005800483519A CN 200580048351 A CN200580048351 A CN 200580048351A CN 100572759 C CN100572759 C CN 100572759C
Authority
CN
China
Prior art keywords
steam
pressure
load
source
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005800483519A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101124385A (zh
Inventor
T·J·墨菲
E·J·比伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Publication of CN101124385A publication Critical patent/CN101124385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100572759C publication Critical patent/CN100572759C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/80—Size or power range of the machines
    • F05B2250/82—Micromachines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

用于从蒸汽动力产生电的系统，包括与蒸汽负载连通的蒸汽源，蒸汽负载需要低于蒸汽源的负载压力的蒸汽；在蒸汽源和蒸汽负载之间连通并且适合将蒸汽压力减小到负载压力的减压阀；和包括用于将蒸汽转换为电力的蒸汽涡轮机的减压阀旁路回路，涡轮机与电力负载连通以将动力提供给负载。涡轮机有利地垂直地定位在马达上方。

Description

蒸汽驱动的涡轮发电机系统
背景技术
本发明涉及蒸汽涡轮机，并且更特别地涉及使用蒸汽涡轮机从蒸汽提供动力的系统内的多余的蒸汽压力产生电力的系统和方法。
诸如冷冻机、加热器、和类似物的蒸汽提供动力的系统典型地使用限定的压力的蒸汽提供动力。而且典型地，这样的系统需要压力低于供应蒸汽的压力的蒸汽。在这些情况下，已知使用调压阀来去掉多余的蒸汽压力的目的并且由此递送希望的水平的蒸汽压力。不幸地，这导致蒸汽压力的浪费。
本发明的主要目的为提供这样的系统和方法，其中，蒸汽压力不被浪费。
本发明的再一个目的为提供这样的系统，其中，多余的蒸汽压力用于为电设备提供动力。
本发明的另一个目的为提供占据小的底面积的系统。
其它目的和优点将在下文中呈现。
发明内容
根据本发明已经获得了前述目的和优点。
根据本发明，用于从蒸汽产生电的系统包括：用于提供源压力的蒸汽的蒸汽源，源与蒸汽负载连通，蒸汽负载需要低于源压力的负载压力的蒸汽；连接在蒸汽源和蒸汽负载之间并且具有适合将蒸汽压力从源压力减小到负载压力的减压阀的流动线路；和旁路减压阀并且包括通过来自蒸汽源的源压力的蒸汽操作以将源压力的一部分转换为电力并且产生负载压力的蒸汽的蒸汽涡轮机系统的减压阀旁路回路，涡轮机连通以将动力提供给电力负载。
进一步根据本发明，用于从蒸汽产生电流的方法包括以下步骤：提供需要负载压力的蒸汽的蒸汽负载；使得蒸汽负载与压力高于负载压力的蒸汽源连通；通过包括用于将蒸汽转换为电流并且产生负载压力的蒸汽的蒸汽涡轮机系统的减压阀旁路回路将蒸汽从蒸汽源通到蒸汽负载，涡轮机系统连通以将电流提供给电力负载。
附图说明
接下来参考附图详细描述本发明的优选的实施例，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的系统；和
图2更进一步地示出了根据本发明的系统。
具体实施方式
本发明涉及蒸汽提供动力的系统，并且更特别地涉及用于转换这样的系统内的多余的蒸汽动力以用于产生电力的系统和方法。此电力能够用于为相关的或不相关的系统提供动力，并且导致实际使用这样的动力而不是通过之前用于将来自蒸汽源的压力减小到蒸汽负载需要的压力的压力减小机构浪费动力。
在附图中，提供了系统的示意图，并且还示出了本发明的部件的有利的垂直的设置，由此，系统以小的占地面积提供对多余的蒸汽动力的希望的使用。
图1示意性地示出了根据本发明的系统10，并且包括蒸汽提供动力的系统12，包括通过线路20连通的蒸汽源14和一个或多个蒸汽操作的负载16、18。典型地，蒸汽能够容易地以通常大约100psig的高压力提供。诸如吸收式冷冻机、蒸汽加热或其它蒸汽负载的典型的部件需要低得多的压力的蒸汽，典型地大约14psig或更低。传统地，膨胀阀22沿线路20定位并且用于根据需要减小压力，以便达到希望的水平。这样减小的压力被浪费。
根据本发明，提供围绕或与膨胀阀22并行地流动的旁路支路或回路24。蒸汽涡轮机26沿旁路支路24定位，蒸汽涡轮机26连接到马达，由此涡轮机驱动产生电流的马达。以此方式，本发明的系统将否则被浪费掉的蒸汽动力转换为电流。根据本发明，涡轮机能够用于根据需要减小蒸汽的压力，而且还将多余的蒸汽动力转换为有用的产物，即，能够有利地用于为其它负载提供动力的电流。
根据本发明，涡轮机26可以为诸如在美国专利号6,354,800中披露的单级涡轮机，或二级涡轮机和/或带罩的轮涡轮机，或本领域中的普通技术人员可以容易地知道的任何其它类型的涡轮机。根据本发明，涡轮机有利地具有将蒸汽动力转换为电力的高效率。
优选地，适合的涡轮机将具有在大约2和大约10之间的压力减小率，并且还优选地具有至少大约60％的效率。
蒸汽负载可以为任何蒸汽提供动力的HVAC部件，诸如加热部件、冷却部件、L.P.吸收单元、吸收式冷冻机、和/或通过蒸汽提供动力并且优选地在上面讨论的领域内的任何其它部件。
蒸汽负载的一个优选的实施例为冷冻机和/或加热单元的结合。另一个优选的蒸汽负载为L.P.吸收单元。
在一个实施例中，冷冻机和加热器全部通过蒸汽源提供动力，并且冷冻机和加热器能够有利地根据需要以并行的设置定位。
当加入用于操作HVAC蒸汽提供动力的部件的系统时，本发明的蒸汽涡轮机旁路回路能够有利地用于将电流提供给如上所述并且在本发明的范围内的用电提供动力的单元，以便提供对否则被浪费掉的蒸汽能量的有利的使用。
要被提供动力的电动负载或部件可以为任何电操作的设备，并且能够例如为形成能够通过与蒸汽涡轮机连通以接收由此产生的电流的配电板提供动力的建筑物电气系统的一部分的电部件。
涡轮机能够提供为具有至少大约150千瓦的额定出力，更优选地具有至少大约220千瓦的额定出力。
在本发明的一个实施例中，蒸汽负载能够采取吸收式冷冻机的形式并且动力负载能够采取电动冷冻机的形式。
动力负载从包括电动马达、泵、压缩机、风扇和它们的结合的组中选择。
如前所述，本发明的系统占据相对小的底面积，由此有利地在不占据可能需要的底面积的情况下提供蒸汽能量到电流的希望的转换。图2示出了根据本发明的系统10，包括在此实施例中如图所示垂直地安装到马达28上方的涡轮机26。涡轮机26能够通过一系列齿轮连接到马达28，由此涡轮机的元件的旋转驱动马达，并且马达由此产生电流。如图2所示，马达28能够有利地大致垂直地定向，即，以围绕大致垂直的轴线旋转其可旋转的元件，涡轮机26安装在马达28上方并且同样定向为围绕大致垂直的轴线旋转蒸汽驱动的元件。适合的齿轮能够用于使得涡轮机的驱动轴与马达的从动轴互相啮合。在这点上，图2还示出了具有高于涡轮机26的出口垂直地定位的入口30的涡轮机26。容易明白涡轮机和马达的此设置允许将蒸汽能量根据需要转换为电流，同时占据相对小的底面积。
在此实施例中，涡轮机的驱动轴和马达的从动轴能够大致并行并且侧向地隔开以提供用于啮合齿轮的适合的空间，或者替代地可以大致同轴并且直接联接。
还应该理解，在本发明的宽范围内，涡轮机和马达的大致并行的轴可以适应于替代的方位，即，除了大致垂直以外的。例如在水平的底面积可用但是希望小的垂直型面的情况下，这可以是希望的。
控制单元32(图1)能够被提供并且与到涡轮机的入口阀连通，以控制入口以维持希望的蒸汽压力。此控制单元能够有利地被编程序或以其它方式适合利用如可利用的一样多的多余的蒸汽能量或压力，以根据需要产生电流。控制单元自身能够有利地以诸如台式计算机、板载处理能力和类似物的处理器单元的形式提供，并且这样的处理单元能够有利地利用不同的软件例程和同样对于本领域中的普通技术人员众所周知的其它程序设计编程序，以便提供将来自蒸汽涡轮机的出口压力调节到蒸汽提供动力的部件的希望的入口蒸汽压力的希望的输出。
应该理解，本发明不限于这里描述和显示的说明，这里描述和显示的说明被认为仅是说明了执行本发明的最佳模式并且其形式、尺寸、零件的设置和操作的细节容易被修改。本发明企图包括在通过权利要求书限定的其精神和范围内的全部这样的修改。

Claims (23)

1.一种用于从蒸汽产生电的系统，其包括：
用于提供源压力的蒸汽的蒸汽源，该源与蒸汽负载连通，该蒸汽负载需要具有低于源压力的负载压力的蒸汽；
连接在蒸汽源和蒸汽负载之间并且具有适合将蒸汽压力从源压力减小到负载压力的减压阀的流动线路；和
减压阀旁路回路，其旁通减压阀并且包括一蒸汽涡轮机系统，该蒸汽涡轮机系统由来自蒸汽源的蒸汽在源压力下操作，以将源压力的一部分转换为电力并且在负载压力下产生蒸汽，涡轮机连通以将动力提供给电力负载。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，涡轮机系统包括涡轮机和马达，涡轮机垂直地安装在马达上方并且与马达可操作地联合，由此，蒸汽驱动涡轮机并且涡轮机驱动马达以产生电流。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，马达和涡轮机每个具有可旋转的元件，并且其中，可旋转的元件围绕垂直的旋转轴线旋转。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，涡轮机为带罩的轮涡轮机。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，涡轮机系统包括二级涡轮机。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，涡轮机系统具有在2和10之间的压力减小率。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，涡轮机系统具有至少60％的效率。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，蒸汽负载包括冷冻机。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，蒸汽负载包括冷冻机和加热器的并行的设置。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，涡轮机系统具有至少150千瓦的额定出力。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，涡轮机系统具有至少220千瓦的额定出力。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，蒸汽负载包括吸收式冷冻机，并且其中，动力负载包括电动冷冻机。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，动力负载从包括电动马达、泵、压缩机、风扇和它们的结合的组中选择。
14.根据权利要求1所述的系统，还包括与到涡轮机的入口阀连通的控制单元，以控制到入口的流以维持希望的蒸汽压力。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，希望的蒸汽压力为负载压力。
16.一种用于从蒸汽产生电流的方法，其包括以下步骤：
提供需要负载压力的蒸汽的蒸汽负载；
使得蒸汽负载与压力高于负载压力的蒸汽源连通；
通过一减压阀旁路回路将蒸汽从蒸汽源通到蒸汽负载，该减压阀旁路回路包括用于将蒸汽转换为电流并且在负载压力下产生蒸汽的蒸汽涡轮机系统，该涡轮机系统连通以将电流提供给电力负载。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，蒸汽负载包括蒸汽提供动力的HVAC部件。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，蒸汽涡轮机系统包括二级涡轮机。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，蒸汽涡轮机系统具有在2和10之间的压力减小率。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，涡轮机系统具有至少60％的效率。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，涡轮机系统具有至少150千瓦的额定出力。
22.根据权利要求16所述的方法，其中，涡轮机系统具有至少220千瓦的额定出力。
23.根据权利要求16所述的方法，其中，电力负载从包括电动马达、泵、压缩机、风扇和它们的结合的组中选择。
CNB2005800483519A 2005-02-14 2005-02-14 蒸汽驱动的涡轮发电机系统 Expired - Fee Related CN100572759C (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2005/004438 WO2006088442A1 (en) 2005-02-14 2005-02-14 Steam driven turbine generator system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101124385A CN101124385A (zh) 2008-02-13
CN100572759C true CN100572759C (zh) 2009-12-23

Family

ID=36916748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800483519A Expired - Fee Related CN100572759C (zh) 2005-02-14 2005-02-14 蒸汽驱动的涡轮发电机系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7870734B2 (zh)
EP (1) EP1851416A4 (zh)
CN (1) CN100572759C (zh)
HK (1) HK1117888A1 (zh)
WO (1) WO2006088442A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007060666A1 (de) * 2007-12-17 2009-06-18 Gerhard Schilling Strom produzierendes Heizsystem
US20100242475A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-30 Xiao Dong Xiang Systems and Methods of Thermal-Electric Power Generation Including Latent Heat Utilization Features
US20120326443A1 (en) * 2011-06-21 2012-12-27 Genalta Power, Inc. Variable speed power generation from industrial fluid energy sources
DE102011055841A1 (de) * 2011-11-29 2013-05-29 HUCON Swiss AG Druckreduktion von gasförmigen Arbeitsmitteln
CN102705023A (zh) * 2012-06-06 2012-10-03 陈捷 低温蒸汽发电机系统
JP5884934B1 (ja) * 2014-10-23 2016-03-15 ダイキン工業株式会社 流体システム
DE102016204214A1 (de) * 2016-03-15 2017-09-21 Man Diesel & Turbo Se Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine
CN107288730A (zh) * 2017-08-22 2017-10-24 芜湖恒耀汽车零部件有限公司 一种汽车尾气发电装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1969695A (en) * 1933-04-28 1934-08-07 Gen Electric Vertical turbo-generator arrangement
JPS5572608A (en) * 1978-11-29 1980-05-31 Hitachi Ltd Driving process of cross-compound turbine bypath system and its installation
US4471446A (en) * 1982-07-12 1984-09-11 Westinghouse Electric Corp. Control system and method for a steam turbine having a steam bypass arrangement
US4576008A (en) * 1984-01-11 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Turbine protection system for bypass operation
US4598551A (en) * 1985-10-25 1986-07-08 General Electric Company Apparatus and method for controlling steam turbine operating conditions during starting and loading
US5361585A (en) * 1993-06-25 1994-11-08 General Electric Company Steam turbine split forward flow
US5473898A (en) * 1995-02-01 1995-12-12 Westinghouse Electric Corporation Method and apparatus for warming a steam turbine in a combined cycle power plant
US6354800B1 (en) * 2000-03-31 2002-03-12 Lance G. Hays Dual pressure Euler turbine
EP1288761B1 (de) * 2001-07-31 2017-05-17 General Electric Technology GmbH Verfahren zur Regelung eines Niederdruckbypassystems

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006088442A1 (en) 2006-08-24
EP1851416A4 (en) 2008-06-18
HK1117888A1 (en) 2009-01-23
US20100127498A1 (en) 2010-05-27
CN101124385A (zh) 2008-02-13
EP1851416A1 (en) 2007-11-07
US7870734B2 (en) 2011-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100572759C (zh) 蒸汽驱动的涡轮发电机系统
AU784596B2 (en) Variable speed drive chiller system
US7096681B2 (en) System and method for variable speed operation of a screw compressor
CN102265002B (zh) 克劳修斯-朗肯循环回路、控制其工作的方法、机动车辆
EP2148048B1 (en) Low-pressure steam-recovery turbine generator
CN102418623A (zh) 朗肯循环系统
CN101657610A (zh) 发电站设备以及用于运行这种发电站设备的方法
US20160187893A1 (en) System and method using parallel compressor units
US10571190B2 (en) Liquefied gas cooling apparatus
JP2012140959A (ja) 発電設備（ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｐｐａｒａｔｕｓ）
US20160245565A1 (en) Modular Heat Recovery System
CN105098973A (zh) 一种基于给水泵驱动汽轮机驱动的电厂辅机变频电源系统
CN206187321U (zh) 自带发电功能的水源热泵船用空调
RU151790U1 (ru) Источник электроснабжения на основе гидравлической электрической станции
WO2018095446A1 (en) Power system using a renewable source of mechanical energy
JP2005226873A (ja) 空気調和装置
CN110663153B (zh) 用于调节电网频率的水力发电设备和用于运行的方法
KR102556568B1 (ko) 열 발생 장치를 냉각시키기 위한 방법 및 시스템
KR102556958B1 (ko) 에너지 효율을 향상시킨 차량용 공조시스템
WO2019099756A1 (en) Refrigeration systems and methods related thereto
JP2009052489A (ja) 蒸気システム
Celuch Hybrid chilled water plant
CN104896636A (zh) 多功能配电移动式空调设备
EP2947404B1 (en) Air to water heat pump system
CN115540670A (zh) 分布式动力系统、控制方法及能源系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1117888

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1117888

Country of ref document: HK

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091223

Termination date: 20130214