JP2017522482A - 気体流を膨張させる方法及びそれによって適用される装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (26)
- 流入口圧力(PA)及び流入口温度(TA)の或る流入口条件で膨張させるべき気体を供給するための流入口(A)と、流出口圧力(PB)及び流出口温度(TB)の或る所望の流出口条件で膨張気体を送出するための流出口(B)との間で、蒸気等の気体又は気体混合物の気体流(Q)を膨張させる方法であって、
前記流入口(A)と前記流出口(B)との間で減圧弁(5)を通して、気体流を少なくとも部分的に膨張させるステップと、
前記気体により駆動され、出力軸(12)を有し、前記気体に含まれるエネルギーを、この軸(12)に加えられる機械エネルギーに変換するためのローター(11)を備えた減圧装置(10)を通して、気体流を少なくとも部分的に膨張させるステップと、を含む方法。 - 前記流入口(A)と前記流出口(B)との間に、前記膨張気体流又は前記膨張させるべき気体流を冷却する冷却装置を使用しない方法である請求項1に記載の方法。
- 前記流入口(A)に供給される気体は、本質的に飽和蒸気又は僅かに過熱蒸気又は僅かに二相が混合している蒸気と液体の二層混合物である請求項1又は2に記載の方法。
- 前記膨張は、供給されるべき膨張気体の前記流出口条件(PB及びTB)まで進められ、その条件は、本質的に飽和蒸気又は僅かに過熱蒸気の条件に対応する請求項1乃至3の何れか1項に記載の方法。
- 前記減圧装置(10)はスクリュー式膨張機である請求項1乃至4の何れか1項に記載の方法。
- 前記膨張は、供給されるべき膨張気体の前記流出口条件(PB及びTB)まで進められ、その条件は、少量の水滴と平衡状態にある蒸気の条件に対応する請求項5に記載の方法。
- 前記膨張させるべき気体流は、前記減圧弁(5)の中を流れる前記膨張させるべき気体流(Q)の副流(Q1)で、又は、前記減圧装置(10)の中を流れる副流(Q2)で、並列をなした前記減圧弁(5)と前記減圧装置(10)を通して進められ、それによって、両副流(Q1とQ2)は所望の流出口圧力(PB)に膨張され、その後、前記流出口(B)で所望の流出口条件(PB及びTB)で膨張気体流を供給するため、前記両副流(Q1とQ2)は同じ前記所望の流出口圧力(PB)で合体される請求項1乃至6の何れか1項に方法。
- 前記膨張させるべき気体流(Q)は、前記減圧弁(5)の中を流れる前記副流(Q1)と前記減圧装置(10)の中を流れる前記副流(Q2)のように分割され、前記副流(Q1及びQ2)が合体するとき、各々は前記所望の流出口圧力(PB)と等しい圧力を有するが、所望の流出口温度(TB)とは異なる流出口温度を有し、前記所望の流出口温度(TB)と等しい合体温度が得られる請求項7に記載の方法。
- 前記膨張させるべき気体流(Q)を分割するために前記減圧弁(5)及び/又は前記減圧装置(10)の速度を、多少気体を通過させるように調節される請求項7又は8に記載の方法。
- 前記流出口(B)で所望の作動点(PB及びTB)までコントローラーを始動するとき、前記膨張させるべき気体流(Q)は、固定比率に従い前記副流(Q1及びQ2)に分割される、好ましくは、二つの等しい前記副流(Q1及びQ2)に分割される請求項7乃至9の何れか1項に記載の方法。
- 前記制御のため、合体総流(Q)は、先ず、前記流出口(B)内の圧力が前記所望の流出口圧力(PB)と等しくなるまで、前記固定比率に従い前記両副流(Q1及びQ2)を増減することにより調節される請求項10に記載の方法。
- 前記流出口(B)内の圧力が前記所望の圧力(PB)より低いとき、前記副流(Q1及びQ2)は、前記流出口(B)内の圧力が前記所望の流出口圧力(PB)と等しくなるまで増加され、又は、
前記流出口(B)内の圧力が前記所望の圧力(PB)より高いとき、前記副流(Q1及びQ2)は、前記流出口(B)内の圧力が前記所望の流出口圧力(PB)と等しくなるまで減少される請求項11に記載の方法。 - 前記副流(Q1及びQ2)の前記比率は、前記所望の流出口温度(TB)を得るために得られた前記総流(Q)を保ちながら、次いで調節される請求項11又は12に記載の方法。
- 前記流出口(B)内の温度が、前記所望の流出口温度(TB)より低いとき、前記流出口(B)内の温度が前記所望の流出口温度(TB)と等しくなるまで、前記圧力弁(5)を通らせる前記副流(Q1)を増加させ、前記減圧装置(10)を通らせる前記副流(Q2)を同程度まで減少させることによって、前記副流(Q1及びQ2)の前記比率が調節され、又は、
前記流出口(B)内の温度が、前記所望の流出口の温度(TB)より高いとき、前記流出口(B)内の温度が前記所望の流出口温度(TB)と等しくなるまで、前記圧力弁(5)を通らせる前記副流(Q1)を減少させ、前記減圧装置(10)を通らせる前記副流(Q2)を同程度に増加させることによって、前記副流(Q1及びQ2)の前記比率が調節される請求項13に記載の方法。 - 前記膨張させるべき前記気体流(Q)は、直列に2つの連続した膨張段階で前記減圧弁(5)と前記減圧装置(10)の中を進められ、
前記減圧弁(5)と前記減圧装置(10)は、第一の膨張段階の後、第二の膨張段階で前記所望の流出口圧力(PB)及び流出口温度(TB)に対応する圧力及び温度への膨張を確保する中間の圧力(PC)及び温度(TC)の中間の作動点(C)が得られるように制御される請求項1乃至6の何れか1項に記載の方法。 - 前記中間の圧力(PC)及び中間の温度(TC)は、コンピューターアルゴリズム(22)に基づいて決定され、前記第一の膨張段階の膨張曲線(7)は、前記流入口条件(PA及びTA)に基づいて決定され、前記第二の膨張段階の膨張曲線(19)は前記所望の圧力(PB)及び流出口温度(TB)に基づいて決定され、所望の中間の作動点(C)は両膨張曲線(7及び19)の間の部分として決定される請求項15に記載の方法。
- 前記流出口(B)内の前記所望の流出口圧力(PB)は、先ず、総流Qを制御することによって実現され、次いで、前記中間の作動点(C)における計算された所望の中間の圧力は、前記減圧弁(5)の開きと前記減圧装置(10)の速度との間の比率を調節することによって実現される請求項16に記載の方法。
- 前記装置(1)を始動するとき、前記減圧装置(10)は、最小限速度で制御され、それによって、前記減圧弁(5)は、前記所望の流出口圧力(PB)に達するまで、計画的に開弁される請求項17に記載の方法。
- 前記中間の圧力が前記所望の中間の圧力(PC)より低いとき、前記所望の中間の圧力(PC)に達するまで、前記減圧装置(10)の速度を増大させることにより、前記中間の作動点(C)の前記中間の圧力は制御され、又は、
前記中間の圧力が前記所望の中間の圧力(PC)より高いとき、前記所望の中間の圧力(PC)に達するまで、前記減圧弁(5)をもっと閉じることにより、前記中間の作動点(C)の前記中間の圧力は制御される請求項18に記載の方法。 - 前記第一の膨張段階は前記減圧弁(5)であり、前記減圧装置(10)がこれに前記第二の膨張段階として続く請求項16乃至19の何れか1項に記載の方法。
- 蒸気等の気体又は気体混合物の気体流れ(Q)を膨張する装置であって、
この装置は、流入口圧力(PA)及び流入口温度(TA)の或る流入口条件で膨張させるべき気体を供給するための流入口(A)と、
流出口圧力(PB)及び流出口温度(TB)の或る所望の流出口条件で送出するための流出口(B)と、を含み、
前記装置(1)には、請求項1乃至20の何れか1項に記載の方法が適用され、この目的は、減圧弁(5)と、前記気体により駆動され、出力軸(12)を有し、気体に含まれるエネルギーを、この軸(12)に加えられる機械エネルギーに変換するローター(11)を備えた減圧装置(10)と、前記減圧弁(5)を通して少なくとも部分的に膨張させるべき、前記圧力装置(10)を通して少なくとも部分的に膨張させるべき気体流(Q)を案内する管(6)と、を備える装置。 - 前記減圧弁(5)及び/又は前記減圧装置(10)は制御可能である請求項21に記載の装置。
- 前記減圧弁(5)は調節可能な通路を有する請求項22に記載の装置。
- 前記減圧装置(10)は速度調節可能なスクリュー式膨張機である請求項22に記載の装置。
- 前記管(6)は、前記膨張させるべき気体流(Q)を、前記流入口(A)から、並列又は直列の前記減圧弁(5)及び前記減圧装置(10)を通して前記流出口(B)に案内するようなものである請求項21乃至24の何れか1項に記載の装置。
- コントローラー(9)を具備し、このコントローラーは、前記コントローラー(9)に設置された前記流出口の圧力及び前記流出口の温度が所望の圧力(PB)及び温度(TB)に対応するような仕方で、前記減圧弁(5)と前記減圧装置(10)を制御するためのアルゴリズムを備えている請求項22乃至25の何れか1項に記載の装置。
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