CN103993921B - 动力产生装置及其运转方法 - Google Patents
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Abstract
一种动力产生装置,所述动力产生装置具备通过从工作媒质流路的外部供给的加热媒质使工作媒质蒸发的蒸发器、连接着从动机,将蒸发了的工作媒质的膨胀力变换为旋转力,使前述从动机驱动的膨胀机、通过从工作媒质流路的外部供给的冷却媒质,使从前述膨胀机排出的工作媒质冷凝的冷凝机构、和对冷凝了的工作媒质进行加压,并向前述蒸发器供给的流转泵,其中,前述冷凝机构具有前述工作媒质流动的至少1个热交换管、向前述至少1个热交换管中的1或多个热交换管喷雾作为前述冷却媒质的冷却水的冷却水喷雾器、和向前述1或多个热交换管喷出周围空气,使附着在前述热交换管的表面的冷却水蒸发的冷却风扇。
Description
技术领域
本发明涉及利用温泉热、地热等热源,通过兰金循环进行发电等的动力产生装置及其运转方法。
背景技术
近年,节能意向得到传播,可再生能量特别措置法成立等小型发电的需求和市场扩大。在该趋势中,使用低沸点的工作媒质,即使是从温泉得到的热源、发动机排热、工厂排热、太阳热等100℃以下的低温热源也能够利用的二元发电系统受到瞩目。二元发电系统由于作为热循环构成兰金循环,所以,需要使工作媒质蒸发的温热源和使蒸发了的工作媒质冷凝的冷热源。
作为冷热源,使用地下水、自来水、河川水等,作为冷却装置使用冷却塔、冷却器等。尤其是使用了HFC245fa等低沸点的有机工作媒质的有机二元(オーガニックバイナリー)发电通过利用沸点低的有机工作媒质的蒸发和冷凝的特性,作为可利用更低温的热源的划时代的发电方式得到瞩目。
图5表示以往的一般的二元发电装置100。在图5中,在工作媒质流转的闭环的流转路102上设置蒸发器104、膨胀机106和冷凝器110。膨胀机106经驱动轴与发电机108连接。工作媒质w在蒸发器104与热媒质h进行热交换,从该热媒质吸热而蒸发。蒸发而成为了高压的工作媒质w进入膨胀机106,在膨胀机106隔热膨胀,通过其膨胀力驱动发电机108,使之进行发电。隔热膨胀后的工作媒质w在冷凝器110与冷却媒质进行热交换,被冷却媒质冷却而冷凝。冷凝了的工作媒质w由流转泵112向蒸发器104输送。
二元发电即使是低温热源,也能够发电,反之,由于是工作媒质在闭环流转的热循环,所以,需要使用冷热源的冷凝工序。冷凝工序一般来说是使用热交换器,使工作媒质和冷却水热交换,使工作媒质冷凝,将冷凝了的工作媒质由液泵向蒸发器输送的工序。作为冷热源使用地下水、河川水、自来水等,作为冷热源的冷却构件使用冷却塔、冷却器等的情况很多。但是,难以确保大量的水,而且,为了供给大量的冷却水,需要大的泵动力,使实质有效发电量明显低下。另外,在使用河川水的情况下,存在治水权的问题,在使用自来水的情况下,自来水费巨大,在使用冷却塔的情况下,存在电费巨大化等问题。
日本特开2011-214430号公报(专利文献1)公开了在二元发电装置中,将在利用侧热交换器被冷却而温度低下的工作媒质液作为在冷凝器冷却其它的工作媒质的冷却媒质使用的冷凝机构。即、将在冷凝器液化了的工作媒质液向去向蒸发器的流路和去向利用侧热交换器的流路这2个系统分配,使在蒸发器进行热吸收而蒸发了的工作媒质和在利用侧热交换器被冷却了的工作媒质在冷凝器直接接触进行热交换。
鉴于前述的当前的课题,需要不筹备大量的冷却水,而使二元发电系统运行。为此,考虑在工作媒质和冷却媒质之间,不仅进行显热热交换,还进行可增加热交换量的潜热热交换。
专利文献1公开的冷凝机构是利用在利用侧热交换器被冷却的工作媒质液的冷凝潜热,理论上不使用冷却水的冷凝机构。但是,该冷凝机构由于分配量的变动、蒸发器中的工作媒质的吸热量以及利用侧热交换器中的工作媒质的放热量的变动,存在冷凝器中的热交换量变动,不能构成热效率好的兰金循环的可能性。
本发明鉴于相关课题,以实现一种在像二元发电系统那样,使用低沸点的工作媒质,可使用低温的热源的动力产生装置中,在冷凝工序不需要大量的冷却水,为此,不需要移送大量的冷却水的泵动力以及配管设备的动力产生装置为目的。另外,以通过控制冷凝器的出口的工作媒质的液化度,来构成热效率好的兰金循环为目的。
发明内容
为了实现相关目的,本发明的动力产生装置具备通过从工作媒质流路的外部供给的加热媒质使工作媒质蒸发的蒸发器、连接有例如发电机等从动机,将蒸发了的工作媒质的膨胀力变换为旋转力,使从动机驱动的膨胀机、通过从工作媒质流路的外部供给的冷却媒质,使从膨胀机排出的工作媒质冷凝的冷凝机构、对冷凝了的工作媒质进行加压并向蒸发器供给的流转泵,冷凝机构由流动工作媒质的至少1个热交换管、向至少1个热交换管中的1或多个热交换管喷雾作为冷却媒质的冷却水的冷却水喷雾器、向上述1或多个热交换管喷出周围空气,使附着在热交换管的表面的冷却水蒸发的冷却风扇构成。
本发明的动力产生装置的运转方法中,所述动力产生装置具备:通过从工作媒质流路的外部供给的加热媒质使工作媒质蒸发的蒸发器、连接有从动机,将蒸发了的工作媒质的膨胀力变换为旋转力,使前述从动机驱动的膨胀机、通过从前述工作媒质流路的外部供给的冷却媒质,使从前述膨胀机排出的工作媒质冷凝的冷凝机构、对冷凝了的工作媒质进行加压,向前述蒸发器供给的流转泵,其特征在于,前述冷凝机构具备相对于前述工作媒质的流路被并联地设置的多个热交换管、被设置在前述多个热交换管的每一个上的冷却水喷雾器以及冷却风扇、有选择地转换前述工作媒质的向前述多个热交换管的流入的切换构件,在各热交换管交替地进行相对于前述多个热交换管进行前述工作媒质的流入以及由前述冷却水喷雾器进行的冷却水的喷雾的冷却水喷雾工序和向被喷雾了冷却水的前述热交换管喷出周围空气的蒸发工序。
附图说明
图1是有关本发明的第1实施方式的二元发电装置的系统图。
图2是表示前述二元发电装置的运转方法的流程图。
图3是有关本发明的第2实施方式的二元发电装置的系统图。
图4是表示有关前述第2实施方式的二元发电装置的运转方法的流程图。
图5是以往的二元发电装置的系统图。
具体实施方式
下面,使用图中所示的实施方式详细说明本发明。但是,该实施方式记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等尤其不在特定的记载的情况下,并非是将该发明的范围仅限定于它的主旨。
(实施方式1)
根据图1以及图2,说明将本发明应用在二元发电装置的第1实施方式。在图1中,有关本实施方式的二元发电装置10A在作为工作媒质流转的工作媒质流路的流转路12(闭环)中流转着代替氟利昂HFC245fa等具有低沸点的有机工作媒质w。在流转路12设置蒸发器14、膨胀机16、冷凝机构20以及流转泵22。在蒸发器14上连接流转路24。由吸收了温泉的温热源的热媒质、吸收了工厂排热或发动机排热的热媒质、或吸收了太阳热的热媒质等构成的热媒质h从流转路12(闭环)的外部被供给,向流转路24流转,与工作媒质w进行热交换,加热工作媒质w,并使之蒸发。
膨胀机16例如由涡轮型膨胀机、涡旋型膨胀机等构成。膨胀机16经驱动轴16a与发电机18连接。在蒸发器14蒸发了的工作媒质w在膨胀机16隔热膨胀,通过其膨胀力使驱动轴16a旋转。通过驱动轴16a旋转,在发电机18产生电动势,可进行发电。在膨胀机16膨胀后的工作媒质w在冷凝机构20被冷却,并冷凝。冷凝了的工作媒质w由流转泵22向蒸发器14输送。
冷凝机构20具有被串联地设置在流转路12上的3群热交换管群26a、26b以及26c。在上游侧热交换管群26a设置向热交换管群26a喷出周围空气的冷却风扇28和被设置在冷却风扇28的附近,并检测被输送到热交换管群26a的周围空气的温度的温度传感器30。在位于热交换管群26a的下游侧的热交换管群26b设置向构成热交换管群26b的热交换管的表面喷雾冷却水的冷却水喷雾器32和朝向热交换管群26b喷出周围空气,并使附着在热交换管群26b的表面的冷却水蒸发的冷却风扇34。
在位于热交换管群26b的下游侧的热交换管群26c设置向热交换管群26c喷出周围空气的冷却风扇36。另外,在冷凝机构20的出口侧的流转路12设置检测在流转路12流动的工作媒质w的温度的温度传感器38以及检测工作媒质w的流量的流量传感器40。
温度传感器30、38以及流量传感器40的检测值被输入控制装置42。控制装置42根据这些检测值,控制流转泵22的排放流量、冷却风扇28、34以及36的起动停止以及风量和冷却水喷雾器32的起动停止以及冷却水喷雾量。例如,控制装置42根据温度传感器38以及/或者流量传感器40的检测值,控制冷却水喷雾器32以及冷却风扇34,将工作媒质的液化度控制在目标值或目标范围。更详细地说,控制装置42根据温度传感器38以及/或者流量传感器40的检测值,控制冷却水喷雾器32的起动停止以及冷却水喷雾量、和冷却风扇34的起动停止以及风量,将工作媒质的液化度控制在目标值或目标范围。另外,控制装置42根据温度传感器38以及/或者流量传感器40的检测值,控制冷却风扇28、36的至少一方的起动停止以及风量,将工作媒质的液化度控制在目标值或目标范围。另外,控制装置42根据温度传感器38以及/或者流量传感器40的检测值,控制冷却水喷雾器32的起动停止以及冷却水喷雾量、冷却风扇34的起动停止以及风量和冷却风扇28、36的至少一方的起动停止以及风量,将工作媒质的液化度控制在目标值或目标范围。
接着,根据图2,说明二元发电装置10A的运转方法。在图2中,在运转开始(S10)的同时,使冷却水喷雾器32以及冷却风扇34启动(S12)。此时,也可以在由冷却水喷雾器32喷雾了冷却水后,由冷却风扇34喷出周围空气。据此,能够充分确保附着在热交换管的表面上的冷却水的蒸发时间。
在由温度传感器30检测的周围空气温度低于阈值时(S14),使冷却风扇28或36的任意一方或两方运行(S16)。因为在周围空气温度在阈值以上时,即使使冷却风扇28或36运行,也不能得到工作媒质w的冷却效果,所以,不使冷却风扇28或36运行。另一方面,在由温度传感器38检测的工作媒质w的温度低于阈值后(S18),使冷却风扇28以及36的至少任意一方停止(S20)。另外,在由流量传感器40检测的工作媒质w的流量超过阈值后(S22),判定为工作媒质w的冷却不充分,使冷却风扇28以及36中的任意一方或两方运行(S24)。接着,返回S14,反复进行S14以下的步骤(S26)。
S18中的工作媒质w的温度的阈值例如为冷凝机构20的压力下的已知的工作媒质的饱和温度。另外,S22中的工作媒质w的流量的阈值例如为全量是液体时的流量。
另外,也可以在由温度传感器38检测的工作媒质w的温度低于阈值后(S18),使冷却水喷雾器32以及冷却风扇34、冷却风扇28、冷却风扇36中的至少1个停止(S20)。另外,也可以在由流量传感器40检测的工作媒质w的流量超过阈值的情况下(S22),使冷却水喷雾器32以及冷却风扇34、冷却风扇28以及36的任意一方或两方运行(S24)。
图1中,表示作为热媒质h使用90℃的温水,作为工作媒质w使用代替氟利昂HFC245fa的情况下的各工序中的热媒质h以及工作媒质w的温度的一例。在由冷凝机构20进行的冷凝工序中,工作媒质w在从蒸气向液体变化期间,温度不变动。为此,从蒸气向液体变化期间的液化度(气液混合率)由流量传感器40检测。即、由控制装置42对由流量传感器40检测的工作媒质w的流量和全量为液体时的流量进行比较、演算,求出液化度。
由于工作媒质温度低于阈值的状态表示工作媒质w全部被液化,且被冷却到必要以上的情况,所以,使冷却风扇28以及36停止。另一方面,由于工作媒质w的流量高于阈值的状态表示蒸气的比例大的情况,所以,看做工作媒质w的冷却不充分,使冷却风扇28以及36运行。
根据本实施方式,因为在由冷却水喷雾器32向热交换管群26b喷雾了冷却水后,喷出周围空气,在附着在构成热交换管群26b的热交换管的表面上的冷却水蒸发时,利用从周围吸收蒸发潜热的性质,将工作媒质w冷却,所以,能够提高冷却效果。这样,通过不仅进行工作媒质w和冷却水的显热热交换,还进行潜热热交换,不需要大量的冷却水。为此,不需要用于移送大量的冷却水的泵动力以及配管设备,成本低。
这样,由于用于冷却的喷雾水与由一般的热交换器进行的显热热交换方式相比非常少,所以,即使作为雨水废弃,也没有对环境的影响。另外,因为由控制装置42控制冷凝机构20的出口的工作媒质w的液化度,所以,能够构成热效率好的兰金循环。
再有,因为在热交换管群26a以及26c设置冷却风扇28以及36,由控制装置42与热交换管群26a~26c的周围温度相应地控制冷却风扇28以及36的工作,所以,能够增大冷凝机构20的冷却效果,且能够精度良好地控制工作媒质w的液化度。
另外,在即使通过冷凝机构20,冷却效果也不足的情况下,也可以在流转路12设置由被另行设置的构成冷冻循环的冷冻机冷却的制冷剂或盐水流转的热交换器。通过由从该冷冻机输送的制冷剂或盐水冷却工作媒质w,加强冷却能力。该结构也可以应用在其它的实施方式。
(实施方式2)
接着,通过图3以及图4,说明本发明的第2实施方式。图3所示的本实施方式的二元发电装置10B与前述第1实施方式的二元发电装置10A相比,冷凝机构的结构不同。本实施方式的冷凝机构50具有相对于流转路12并联地分支的2系统的分支路52a以及52b。在分支路52a以及52b的入口分别设置切换阀54a以及54b,在分支路52a以及52b分别设置热交换管群56a以及56b。
在热交换管群56a设置向构成热交换管群56a的热交换管的表面喷雾冷却水的冷却水喷雾器58a以及向热交换管群56a喷出周围空气的冷却风扇60a。在热交换管群56b设置向构成热交换管群56b的热交换管的表面喷雾冷却水的冷却水喷雾器58b以及向热交换管群56b喷出周围空气的冷却风扇60b。
另外,与前述第1实施方式同样,在冷凝机构50的出口侧流转路12设置检测工作媒质w的温度的温度传感器38以及检测工作媒质w的流量的流量传感器40。温度传感器38以及流量传感器40的检测值被输入控制装置62。控制装置62根据这些检测值,控制流转泵22的排放流量、冷却水喷雾器58a、58b的起动停止以及冷却水喷雾量和冷却风扇60a、60b的起动停止以及风量。其它的结构与第1实施方式相同,对相同的机器以及相同的部件标注相同的符号。
通过图4,说明在相关结构中二元发电装置10B的运转方法。图4中,在运转开始(S30)的同时,由控制装置62操作切换阀54a以及54b,向分支路52a以及52b中的任意一方例如分支路52a导入工作媒质w(S32)。另外,同时,在分支路52a中,从冷却水喷雾器58a朝向热交换管群56a喷雾冷却水(冷却水喷雾工序)。控制装置62中内置定时器,在喷雾冷却水后,若该定时器的经过时间经过阈值(S34),则将冷却水喷雾工序从分支路52a转换到分支路52b,且在分支路52a开始蒸发工序。
即、使切换阀54a为闭,使切换阀54b为开,且使冷却水喷雾器58a停止,使冷却风扇60a以及冷却水喷雾器58b运行(S36)。在热交换管群56a中,由冷却风扇60a向热交换管的表面喷出周围空气(蒸发工序)。据此,附着在构成热交换群56a的热交换管的表面的冷却水蒸发,从在热交换管流动的工作媒质w夺取蒸发潜热,能够提高工作媒质w的冷却效果。
在分支路52a中,在蒸发工序开始后,若定时器的经过时间超过阈值(S38),则终止分支路52b的冷却水喷雾工序,转换到蒸发工序,且将分支路52a转换到冷却水喷雾工序。即、使冷却风扇60a以及冷却水喷雾器58b停止,且使切换阀54a为开,使切换阀54b为闭,将工作媒质w导入分支路52a。另外,同时,使冷却水喷雾器58a运行(S40)。接着,返回S34,反复进行S34以下的步骤。另外,控制装置62与第1实施方式同样,根据温度传感器38以及/或者流量传感器40的检测值,控制冷却水喷雾器58a、58b的起动停止以及冷却水喷雾量和冷却风扇60a、60b的起动停止以及风量,将工作媒质的液化度控制在目标值或目标范围。例如,控制装置62与第1实施方式的情况同样,将由温度传感器38检测的工作媒质温度低于阈值的状态判断为表示工作媒质w全部被液化,并且被冷却到必要以上,由于由流量传感器40检测的工作媒质w的流量高于阈值的状态表示蒸气的比例大的情况,所以,判断为工作媒质w的冷却不充分,控制冷却水喷雾器58a、58b的起动停止以及冷却水喷雾量和冷却风扇60a、60b的起动停止以及风量。
根据本实施方式,通过与第1实施方式同样,利用冷却水的蒸发潜热,冷却工作媒质w,能够大幅降低冷却水的使用量以及移送冷却水所需要的动力。再有,通过在2系统的分支路52a以及52b交替地进行冷却水喷雾工序以及蒸发工序,能够在蒸发工序花费足够的时间。为此,能够提高工作媒质w的冷却效果。
另外,在本实施方式中,设置2系统的分支路52a以及52b,定时器的经过时间在冷却水喷雾工序以及蒸发工序均相同。与此相对,通过使分支路在3系统以上,能够一面在设置在某一个分支路上的热交换管群继续二元发电装置10B的运转,一面使各分支路中的冷却水喷雾工序的经过时间和蒸发工序的经过时间不同。据此,因为能够在各工序设定最佳的经过时间,所以,能够进一步提高工作媒质w的冷却效果。在这种情况下,各分支路中的冷却水喷雾工序的经过时间和蒸发工序的经过时间使用个别的定时器计量。
另外,在本发明中,除有机工作媒质以外,能够使用氨水、戊烷等有机工作媒质以外的其它低沸点工作媒质。
根据本发明,能够大幅降低冷却水量及移送冷却水所需要的动力费用,且能够实现能够构成热效率好的兰金循环的动力产生装置。
在有关本发明的一方式的动力产生装置中,冷凝机构由工作媒质流动的至少1个热交换管、向前述至少1个热交换管中的1或多个热交换管喷雾冷却水的冷却水喷雾器和向前述1或多个热交换管喷出周围空气,并使附着在热交换管的表面的冷却水蒸发的冷却风扇构成。根据相关结构,在由冷却水喷雾器向热交换管的表面喷雾了冷却水后,由冷却风扇向附着了冷却水的热交换管喷出周围空气。据此,因为附着在热交换管的表面的冷却水在蒸发时,从在热交换管内流动的工作媒质夺取大量的蒸发潜热,所以,能够提高工作媒质的冷却效果。这样,通过不仅进行工作媒质和冷却水的显热热交换,还进行潜热热交换,而不需要大量的冷却水,且不需要用于移送大量的冷却水的泵动力以及配管设备。
再有,有关本发明的一方式的动力产生装置还具备被设置在冷凝机构的出口侧的工作媒质流路,并检测工作媒质的液化度的液化度检测装置和被输入液化度检测装置的检测值,并根据该检测值,控制冷却水喷雾器以及冷却风扇的工作,将液化度控制在目标值或目标范围的控制装置。据此,因为能够将热交换管出口的液化度控制在目标值或目标范围,所以,能够稳定地构成热效率好的兰金循环。
另外,可应用本发明的从动机虽然包括发电机,但也可应用在发电机以外的从动机。例如,也可以将膨胀机产生的驱动力(扭矩)未加改变地作为马达等驱动装置的辅助动力来使用。
作为本发明的一方式,冷凝机构还能够具备检测热交换管的周围温度的温度传感器,前述至少1个热交换管具有被串联地设置在工作媒质的流路上的多个前述热交换管,在多个热交换管中的1个热交换管设置前述冷却水喷雾器以及前述冷却风扇,在其它的1个热交换管设置喷出周围空气的第2冷却风扇。另外,控制装置具有与温度传感器的检测值相应地控制第2冷却风扇的工作的功能。
通过设置第2冷却风扇,能够增大冷凝机构的热交换管中的工作媒质的冷却效果,且通过由控制装置控制第2冷却风扇的工作,能够精度良好地控制热交换管出口的工作媒质的液化度。
作为本发明的另外的一方式,冷凝机构能够具备相对于工作媒质的流路被并联地设置的多个热交换管。而且,设置在这些热交换管的每一个设置的冷却水喷雾器以及冷却风扇。再有,设置有选择地转换工作媒质向多个热交换管的流入的切换装置,由控制装置控制切换装置,交替地进行相对于多个热交换管进行工作媒质的流入以及由冷却水喷雾器进行的冷却水的喷雾的冷却水喷雾工序和向被喷雾了冷却水的热交换管喷出周围空气的蒸发工序。
这样,通过在各热交换管交替地进行冷却水喷雾工序和蒸发工序,能够在各热交换管充分利用由蒸发潜热对工作媒质的冷却效果。据此,能够提高工作媒质的冷却效果。
另外,也可以做成还具备用于计量前述冷却水喷雾工序以及前述蒸发工序的经过时间的1或多个定时器,前述控制装置根据前述1或多个定时器的计量时间,控制前述切换装置的结构。在这种情况下,可以精度好地控制前述冷却水喷雾工序以及前述蒸发工序的各时间。
作为液化度检测装置的一方式,能够在热交换管出口设置检测工作媒质的温度的温度传感器。通过比较温度传感器的检测值和冷凝器的压力下的已知的工作媒质的饱和温度,能够求出工作媒质的液化度(气液2相的混合比例)。
另外,作为液化度检测装置的另外的方式,也可以在热交换管出口设置检测工作媒质的流量的流量传感器。通过检测工作媒质的流量,将该检测值与全量为液体时的流量进行比较,能够求出工作媒质的气液的比例。
另外,作为液化度检测装置,也可以将检测工作媒质的温度的温度传感器和检测工作媒质的流量的流量传感器组合使用,将由温度传感器检测的工作媒质温度低于阈值的状态判断为表示工作媒质全部被液化,且被冷却到必要以上的情况,将由流量传感器检测的工作媒质的流量高于阈值的状态判断为蒸气的比例大,工作媒质的冷却不充分,根据这些判断结果,控制前述冷却水喷雾器以及前述冷却风扇的工作。
另外,也可以做成还具备被设置在前述工作媒质的流路,使用于冷却前述工作媒质的制冷剂或盐水流转的热交换器的结构。在这种情况下,可以通过由追加的热交换器进行的冷却确实地冷却工作媒质,且通过进行上述的潜热热交换,能够不需要大量的冷却水,且削减用于移送大量的冷却水的泵动力以及配管设备。
在上述动力产生装置中,也可以还具备被设置在前述工作媒质流路,使用于冷却前述工作媒质的制冷剂或盐水流转的热交换器。使例如由被另行设置的构成冷冻循环的冷冻机冷却的制冷剂或盐水向追加的热交换器流转。通过由从该冷冻机输送的制冷剂或盐水冷却工作媒质,加强冷却能力。在前述冷凝机构的冷却效果不充分的情况下,能够由追加的热交换器弥补冷却效果。
在上述动力产生装置中,前述从动机可以是发电机。
有关本发明的一方式的运转方法是在动力产生装置的冷凝机构具备相对于工作媒质的流路被并联地设置的多个热交换管、被设置在多个热交换管的每一个上的冷却水喷雾器以及冷却风扇、有选择地转换工作媒质向多个热交换管的流入的切换装置时,在各热交换管交替地进行相对于多个热交换管进行工作媒质的流入以及由冷却水喷雾器进行的冷却水的喷雾的冷却水喷雾工序和向热交换管喷出周围空气的蒸发工序的方法。
据此,由于能够在蒸发工序花费足够的时间,能够在各热交换管充分利用由蒸发潜热对工作媒质的冷却效果,所以,能够提高工作媒质的冷却效果。尤其是在从动机为发电机时,能够有效利用自然能量。
根据上述的实施方式,通过在冷凝工序不仅进行工作媒质和冷却水的显热热交换,还进行潜热热交换,而不需要大量的冷却水,为此,不需要移送大量的冷却水的泵动力以及配管设备。另外,因为能够控制热交换管出口的工作媒质的液化度,所以,能够构成热效率好的理想的兰金循环。
上面,仅说明了本发明的几个实施方式,但是,本领域的技术人员应能够容易理解可实质上不脱离本发明的新的启示、优点,而对例示的实施方式进行各种各样的变更或改进。因此,施加了这样的变更或改进的方式也包括在本发明的技术范围内。
本申请主张以2013年2月14日申请的日本专利申请号2013-026853号为基础的优先权。包括2013年2月14日申请的日本专利申请号2013-026853号的说明书、权利要求书、附图以及摘要在内的全部公开内容,通过参考,作为整体被本申请引用。
包括日本专利公开公报第2011-214430号(专利文献1)的说明书、权利要求书、附图以及摘要在内的全部公开,通过参考,作为整体被本申请引用。
符号说明
10A、10B、100:二元发电装置;12、24、102:流转路;14、104:蒸发器;16、106:膨胀机;18、108:发电机;20、50:冷凝机构;22、112:流转泵;26a、26b、26c、56a、56b:热交换管群;28、34、36、60a、60b:冷却风扇;30、38:温度传感器;32、58a、58b:冷却水喷雾器;40:流量传感器;42、62:控制装置;52a、52b:分支路;54a、54b:切换阀;110:冷凝器;h:热媒质;w:工作媒质。
Claims (4)
1.一种动力产生装置,所述动力产生装置具有:
通过从工作媒质流路(12)的外部供给的加热媒质使工作媒质蒸发的蒸发器(14)、
连接着从动机(18),将蒸发了的工作媒质的膨胀力变换为旋转力,使前述从动机驱动的膨胀机(16)、
通过从工作媒质流路的外部供给的冷却媒质使从前述膨胀机排出的工作媒质冷凝的冷凝机构(20)、和
对冷凝了的工作媒质进行加压并向前述蒸发器供给的流转泵(22),其特征在于,
前述冷凝机构(20)具有:
前述工作媒质流动的至少1个热交换管(26a、26b、26c)、
向前述至少1个热交换管中的1或多个热交换管(26b)喷雾作为前述冷却媒质的冷却水的冷却水喷雾器(32)、
向前述1或多个热交换管(26b)喷出周围空气,使附着在前述热交换管的表面的冷却水蒸发的第1冷却风扇(34)、和
在前述至少1个热交换管中的不具有前述冷却水喷雾器(32)的热交换管上设置的第2冷却风扇(28、36),
前述动力产生装置还具备:
被设置在前述冷凝机构的出口侧的工作媒质流路(12)上,检测前述工作媒质的液化度的液化度检测装置(38、40)、和
被输入前述液化度检测装置的检测值,根据前述检测值,将前述液化度控制在目标值或目标范围的控制装置(42),
前述液化度检测装置具有检测前述工作媒质的温度的温度传感器(38)和检测前述工作媒质的流量的流量传感器(40),前述控制装置(42)在由前述温度传感器检测的工作媒质的温度低于阈值时,停止前述第2冷却风扇(28、36)的工作,在由前述流量传感器检测的工作媒质的流量超过阈值时,使前述第2冷却风扇(28、36)工作。
2.如权利要求1所述的动力产生装置,其特征在于,
前述冷凝机构还具备检测前述热交换管的周围温度的温度传感器(30),
前述控制装置(42)与检测前述热交换管的周围温度的温度传感器(30)的检测值相应地控制前述第2冷却风扇(28、36)的工作。
3.如权利要求1或2所述的动力产生装置,其特征在于,还具备被设置在前述工作媒质流路(12),使用于冷却前述工作媒质的制冷剂或盐水流转的热交换器。
4.如权利要求1或2所述的动力产生装置,其特征在于,前述从动机(18)是发电机。
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