JP2018165511A - Working fluid supply control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a working fluid supply control device.SOLUTION: In this working fluid supply control device for supplying a working fluid to a power generation cycle having a compressor for compressing the working fluid, and a precooler for cooling the working fluid supplied to the compressor, the working fluid supply control device includes a storage tank for storing the working fluid supplied to the power generation cycle, and a floatation tank which is arranged between the precooler and the compressor, and in which the working fluid circulates, or is temporarily stored. Pressure in the floatation tank and a flow rate of the working fluid are controlled according to the pressure of an inlet of the compressor and the pressure of an outlet of the precooler. According to this invention, the pressure of the inlet and the pressure of the outlet of the compressor can be controlled, the flow rate of the working fluid can be efficiently controlled without using an expensive inventory tank, and thus the working fluid supply device has an effect for reducing a cycle constitution expense and improving economical efficiency.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、作動流体供給制御装置に係り、より詳細には、作動流体の流量および圧力を効率的かつ経済的に制御して発電サイクル内へ供給することができる作動流体供給制御装置に関する。   The present invention relates to a working fluid supply control device, and more particularly, to a working fluid supply control device capable of efficiently and economically controlling the flow rate and pressure of a working fluid and supplying the same into a power generation cycle.

国際的に効率の良い電力生産に対する必要性がますます大きくなっており、公害物質の発生を減らすための動きがますます活発になるにつれ、公害物質の発生を低減しながら電力生産量を高めるためにさまざまな努力を傾けている。そのような努力の一環として、超臨界二酸化炭素を作動流体として用いる超臨界二酸化炭素発電システム(Power generation system using Supercritical CO)に関する研究開発が盛んに行われている。 In order to increase electricity production while reducing the generation of pollutants as the need for internationally efficient power production increases and the movement to reduce the generation of pollutants becomes more and more active I am committed to various efforts. As part of such efforts, research and development related to a supercritical carbon dioxide power generation system (Power generation system using Supercritical CO 2 ) using supercritical carbon dioxide as a working fluid has been actively conducted.

超臨界状態の二酸化炭素は、液体状態と類似の密度、および気体と類似の粘性を同時に有するので、機器の小型化だけでなく、流体の圧縮および循環に必要な消費電力の最小化を図ることができる。さらに、超臨界状態の二酸化炭素は、臨界点が摂氏31.4度、72.8気圧であって、臨界点が摂氏373.95度、217.7気圧である水よりも非常に低いため、取り扱いが容易であるという利点がある。   Since carbon dioxide in the supercritical state has a density similar to that in the liquid state and a viscosity similar to that in the gas, not only miniaturization of the equipment but also minimization of power consumption required for fluid compression and circulation is achieved. Can do. In addition, carbon dioxide in the supercritical state has a critical point of 31.4 degrees Celsius and 72.8 atmospheres, which is much lower than water with a critical point of 373.95 degrees Celsius and 217.7 atmospheres, There is an advantage that it is easy to handle.

また、超臨界二酸化炭素発電システムは、発電に使用された二酸化炭素を外部へ排出しない閉サイクル(close cycle)で運営される場合がほとんどであるため、国別公害物質の排出減少に大きく役立つことができる。   In addition, the supercritical carbon dioxide power generation system is mostly operated in a closed cycle that does not discharge the carbon dioxide used for power generation to the outside, which can greatly help reduce emissions of pollutants by country. Can do.

一般に、超臨界二酸化炭素発電システムは、発電に使用された二酸化炭素を外部へ排出しない閉サイクル(close cycle)をなし、作動流体として超臨界状態の二酸化炭素を用いる。   Generally, a supercritical carbon dioxide power generation system has a closed cycle that does not discharge carbon dioxide used for power generation to the outside, and uses carbon dioxide in a supercritical state as a working fluid.

作動流体は、発電サイクル内へ注入されてターボ機器を駆動させる発電用と、ターボ機器のベアリング潤滑およびシーリングのためのターボ機器用の二つの目的でサイクル内へ供給される。作動流体の供給方法の一例が米国特許登録第8281593号に開示されている。   The working fluid is supplied into the cycle for two purposes: for power generation, which is injected into the power generation cycle to drive the turbo equipment, and for turbo equipment for turbo equipment bearing lubrication and sealing. An example of a method for supplying a working fluid is disclosed in US Pat. No. 8,281,593.

前述した先行文献に開示されている作動流体の充電システムは、貯蔵タンクに貯蔵された作動流体を高圧用ピストンポンプを用いてサイクルの内部およびターボマシンへ供給する方式である。また、作動流体の流量制御および圧縮機の入出口の圧力制御のためにマスコントロールタンク(mass control tank)が備えられる。マスコントロールタンクはインベントリタンク(Inventory tank)とも呼ばれる。一般に、マスコントロールタンクは、圧縮機の出口高圧ラインとプレクーラー(precooler)の入口低圧ラインに接続されるように設置される。圧縮機の出口圧力が増加するとき、高圧バルブを開いて流量の一部をマスコントロールタンクへ送って圧力を減少させることができる。圧縮機の入口圧力が減少するときに低圧バルブを開いてマスコントロールタンクの一部の流量を圧縮機の入口ラインへ送って圧力を増加させることができる。   The working fluid charging system disclosed in the above-mentioned prior art is a system in which the working fluid stored in the storage tank is supplied to the inside of the cycle and the turbomachine using a high-pressure piston pump. In addition, a mass control tank is provided for controlling the flow rate of the working fluid and controlling the pressure at the inlet and outlet of the compressor. The mass control tank is also called an inventory tank. Generally, the mass control tank is installed so as to be connected to an outlet high pressure line of a compressor and an inlet low pressure line of a precooler. When the compressor outlet pressure increases, the pressure can be reduced by opening a high pressure valve and sending a portion of the flow to the mass control tank. When the compressor inlet pressure decreases, the pressure can be increased by opening a low pressure valve to send a portion of the mass control tank flow to the compressor inlet line.

よって、マスコントロールタンクは、圧縮機の出口高圧ラインに接続されるので、高圧に耐えられる高価な材質および部品で構成されることが不可欠なので、コストが高く、経済性に劣るという問題がある。   Therefore, since the mass control tank is connected to the outlet high-pressure line of the compressor, it is indispensable to be composed of expensive materials and parts that can withstand high pressure, so there is a problem that the cost is high and the cost is inferior.

米国特許登録第8281593号(2012年10月9日登録)US Patent Registration No. 8281593 (registered on October 9, 2012)

本発明の目的は、作動流体の流量および圧力を効率的かつ経済的に制御して発電サイクル内へ供給することができる作動流体供給制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a working fluid supply control device that can efficiently and economically control the flow rate and pressure of a working fluid and supply the working fluid into a power generation cycle.

本発明の作動流体供給制御装置は、作動流体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機へ供給される作動流体を冷却するプレクーラーが備えられたた発電サイクルへ作動流体を供給するための作動流体供給制御装置において、前記発電サイクルへ供給される前記作動流体を貯蔵する貯蔵タンクと、前記プレクーラーと前記圧縮機との間に配置され、前記作動流体が流動または一時貯蔵されるフローテーションタンク(floatation tank)とを含み、前記圧縮機の入口および前記プレクーラーの出口の圧力に応じて前記フローテーションタンク内の圧力および前記作動流体の流量が制御されることを特徴とする。   The working fluid supply control device of the present invention is a working fluid for supplying a working fluid to a power generation cycle provided with a compressor that compresses the working fluid and a precooler that cools the working fluid supplied to the compressor. In the supply control device, a storage tank that stores the working fluid supplied to the power generation cycle, and a flotation tank that is disposed between the precooler and the compressor and in which the working fluid flows or is temporarily stored. The pressure in the flotation tank and the flow rate of the working fluid are controlled in accordance with the pressure at the inlet of the compressor and the outlet of the precooler.

前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記貯蔵タンクから前記作動流体を前記フローテーションタンクへ供給する供給ポンプと、前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記フローテーションタンクから前記作動流体を前記貯蔵タンクへ排出するための制御弁とをさらに含む。   Provided between the storage tank and the flotation tank, provided between the storage tank and the flotation tank, a supply pump for supplying the working fluid from the storage tank to the flotation tank, And a control valve for discharging the working fluid from a flotation tank to the storage tank.

前記フローテーションタンクは、ピストン蓄圧器(accumulator)タイプのタンクであることを特徴とする。   The flotation tank is a piston accumulator type tank.

前記フローテーションタンクは、前記作動流体が流入するタンク本体と、前記タンク本体の内部に設置され、外部から供給される制御用流体によって昇降するピストンとを含む。   The flotation tank includes a tank body into which the working fluid flows, and a piston that is installed inside the tank body and moves up and down by a control fluid supplied from the outside.

前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の下端に備えられ、前記制御用流体が流入する制御流体流入部と、前記タンク本体の一側に備えられ、前記供給ポンプから前記作動流体が流入する第1入口と、前記タンク本体の他側に備えられ、前記制御弁へ前記作動流体が排出される第1出口とをさらに含む。   The flotation tank is provided at a lower end of the tank main body, is provided with a control fluid inflow portion into which the control fluid flows in, and is provided at one side of the tank main body, and the working fluid flows in from the supply pump. It further includes an inlet and a first outlet that is provided on the other side of the tank body and discharges the working fluid to the control valve.

前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の上部に備えられ、前記プレクーラーから前記作動流体が流入する第2入口と、前記タンク本体の上部に備えられ、前記圧縮機へ前記作動流体が排出される第2出口とをさらに含む。   The flotation tank is provided at an upper part of the tank body, and is provided at a second inlet through which the working fluid flows from the precooler, and at an upper part of the tank body, and the working fluid is discharged to the compressor. And a second outlet.

前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが高くなる場合には、前記制御流体流入部へ前記制御用流体が供給され、前記制御弁を開放して前記第1出口を介して前記フローテーションタンク内の作動流体を前記貯蔵タンクへ排出することを特徴とする。 Wherein when the pressure P 2 at the front stage of the pressure P 1 or the compressor in the subsequent stage of the pre-cooler is increased, the control fluid to the control fluid inlet is supplied, by opening the control valve The working fluid in the flotation tank is discharged to the storage tank through the first outlet.

前記制御用流体の供給および前記貯蔵タンクへの前記作動流体の排出は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われることを特徴とする。   The supply of the control fluid and the discharge of the working fluid to the storage tank are performed until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value.

前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが低くなる場合、前記供給ポンプを作動させて前記第1入口を介して前記フローテーションタンク内へ前記作動流体を供給することを特徴とする。 If the pressure P 2 becomes lower at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler, said working fluid through said first inlet by operating the supply pump to the flotation tank It is characterized by supplying.

前記フローテーションタンク内への前記作動流体の供給は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われることを特徴とする。   The working fluid is supplied into the flotation tank until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value.

また、本発明は、作動流体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機へ供給される作動流体を冷却するプレクーラーが備えられた発電サイクルへ作動流体を供給するための作動流体供給制御装置において、前記発電サイクルへ供給される前記作動流体を貯蔵する貯蔵タンクと、前記圧縮機の入口低圧ラインに配置され、前記作動流体が流動または一時貯蔵されるフローテーションタンクと、前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記貯蔵タンクから前記作動流体を前記フローテーションタンクへ供給する供給ポンプと、前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記フローテーションタンクから前記作動流体を前記貯蔵タンクへ排出するための制御弁とを含んでなる、作動流体供給制御装置を提供することができる。   Further, the present invention provides a working fluid supply control device for supplying a working fluid to a power generation cycle provided with a compressor for compressing the working fluid and a precooler for cooling the working fluid supplied to the compressor. A storage tank that stores the working fluid supplied to the power generation cycle, a flotation tank that is disposed in an inlet low pressure line of the compressor, and in which the working fluid flows or is temporarily stored, the storage tank, and the flotation A supply pump that is provided between the storage tank and the flotation tank, and is provided between the storage tank and the flotation tank. And a control valve for discharging the fluid to the storage tank. Rukoto can.

前記プレクーラーの出口または前記圧縮機の入口の圧力が高くなると、前記フローテーションタンクから前記作動流体を前記貯蔵タンクへ排出し、前記プレクーラーの出口または前記圧縮機の入口の圧力が低くなると、前記貯蔵タンクから前記フローテーションタンクへ前記作動流体を供給することを特徴とする。   When the pressure at the outlet of the precooler or the inlet of the compressor becomes high, the working fluid is discharged from the flotation tank to the storage tank, and when the pressure at the outlet of the precooler or the inlet of the compressor becomes low, The working fluid is supplied from the storage tank to the flotation tank.

前記フローテーションタンクは、ピストン蓄圧器(accumulator)タイプのタンクであることを特徴とする。   The flotation tank is a piston accumulator type tank.

前記フローテーションタンクは、前記作動流体が流入するタンク本体と、前記タンク本体の内部に設置され、外部から供給される制御用流体によって昇降するピストンとを含む。   The flotation tank includes a tank body into which the working fluid flows, and a piston that is installed inside the tank body and moves up and down by a control fluid supplied from the outside.

前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の下端に備えられ、前記制御用流体が流入する制御流体流入部と、前記タンク本体の一側に備えられ、前記供給ポンプから前記作動流体が流入する第1入口と、前記タンク本体の他側に備えられ、前記制御弁へ前記作動流体が排出される第1出口とをさらに含む。   The flotation tank is provided at a lower end of the tank main body, is provided with a control fluid inflow portion into which the control fluid flows in, and is provided at one side of the tank main body, and the working fluid flows in from the supply pump. It further includes an inlet and a first outlet that is provided on the other side of the tank body and discharges the working fluid to the control valve.

前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の上部に備えられ、前記プレクーラーから前記作動流体が流入する第2入口と、前記タンク本体の上部に備えられ、前記圧縮機へ前記作動流体が排出される第2出口とをさらに含む。   The flotation tank is provided at an upper part of the tank body, and is provided at a second inlet through which the working fluid flows from the precooler, and at an upper part of the tank body, and the working fluid is discharged to the compressor. And a second outlet.

前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが高くなる場合、前記制御流体流入部へ前記制御用流体が供給され、前記制御弁を開放して前記第1出口を介して前記フローテーションタンク内の作動流体を前記貯蔵タンクへ排出することを特徴とする。 If the pressure P 2 at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler is increased, the control and the control fluid is supplied to the fluid inlet, the first to open the control valve The working fluid in the flotation tank is discharged to the storage tank through an outlet.

前記制御用流体の供給および前記貯蔵タンクへの前記作動流体の排出は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われることを特徴とする。   The supply of the control fluid and the discharge of the working fluid to the storage tank are performed until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value.

前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが低くなる場合、前記供給ポンプを作動させて前記第1入口を介して前記フローテーションタンク内へ前記作動流体を供給することを特徴とする。 If the pressure P 2 becomes lower at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler, said working fluid through said first inlet by operating the supply pump to the flotation tank It is characterized by supplying.

前記フローテーションタンク内への前記作動流体の供給は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われることを特徴とする。   The working fluid is supplied into the flotation tank until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value.

本発明の一実施形態に係る作動流体供給制御装置は、高価のインベントリタンクを使用しなくても圧縮機の入出口の圧力を制御することができ、作動流体の流量を効率よく制御することができるので、サイクル構成の費用を削減して経済性の向上を図るという効果がある。   The working fluid supply control device according to an embodiment of the present invention can control the pressure at the inlet and outlet of the compressor without using an expensive inventory tank, and can efficiently control the flow rate of the working fluid. Therefore, there is an effect that the cost of the cycle configuration is reduced and the economy is improved.

本発明の一実施形態に係る作動流体供給制御装置が適用された発電サイクルの一例を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an example of the power generation cycle to which the working fluid supply control device concerning one embodiment of the present invention was applied. 図1による作動流体供給制御装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the working fluid supply control apparatus by FIG. 図2による作動流体供給制御装置の作動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operating state of the working fluid supply control apparatus by FIG. 図2による作動流体供給制御装置の作動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operating state of the working fluid supply control apparatus by FIG.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る作動流体供給制御装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a working fluid supply control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

一般に、超臨界二酸化炭素発電システムは、発電に使用された二酸化炭素を外部へ排出しない閉サイクル(close cycle)をなし、作動流体として超臨界状態の二酸化炭素を用いる。   Generally, a supercritical carbon dioxide power generation system has a closed cycle that does not discharge carbon dioxide used for power generation to the outside, and uses carbon dioxide in a supercritical state as a working fluid.

超臨界二酸化炭素発電システムは、作動流体が超臨界状態の二酸化炭素であるので、火力発電所などから排出される排気ガスを用いることができるため、単独発電システムだけでなく、火力発電システムとのハイブリッド発電システムにも使用できる。超臨界二酸化炭素発電システムの作動流体は、排気ガスから二酸化炭素を分離して供給してもよく、別途の二酸化炭素を供給してもよい。   In the supercritical carbon dioxide power generation system, since the working fluid is carbon dioxide in a supercritical state, exhaust gas discharged from a thermal power plant can be used. Therefore, not only a single power generation system but also a thermal power generation system can be used. It can also be used for hybrid power generation systems. The working fluid of the supercritical carbon dioxide power generation system may supply carbon dioxide separated from the exhaust gas or may supply additional carbon dioxide.

サイクル内の超臨界二酸化炭素(以下、「作動流体」という)は、圧縮機を通過した後、ヒーターなどの熱源を通過しながら加熱されて高温高圧の作動流体になってタービンを駆動させる。タービンには発電機またはポンプが接続され、発電機に接続されたタービンによって電力を生産し、ポンプに接続されたタービンを用いてポンプを駆動する。タービンを通過した作動流体は熱交換器を経て冷却され、冷却された作動流体は再び圧縮機へ供給されてサイクル内を循環する。タービンまたは熱交換器は複数個が備えられてもよい。   Supercritical carbon dioxide (hereinafter referred to as “working fluid”) in the cycle passes through the compressor and is heated while passing through a heat source such as a heater to become a high-temperature and high-pressure working fluid to drive the turbine. A generator or a pump is connected to the turbine, electric power is produced by the turbine connected to the generator, and the pump is driven using the turbine connected to the pump. The working fluid that has passed through the turbine is cooled through a heat exchanger, and the cooled working fluid is supplied again to the compressor and circulates in the cycle. A plurality of turbines or heat exchangers may be provided.

本発明の様々な実施形態に係る超臨界二酸化炭素発電システムは、サイクル内で流動する作動流体の全てが超臨界状態であるシステムだけでなく、作動流体の大部分が超臨界状態であり且つ残りは亜臨界状態であるシステムも含む意味で使用される。   The supercritical carbon dioxide power generation system according to various embodiments of the present invention is not only a system in which all of the working fluid flowing in the cycle is in the supercritical state, but also the majority of the working fluid is in the supercritical state and remains. Is used to include systems that are in a subcritical state.

また、本発明の様々な実施形態において、作動流体として二酸化炭素が用いられるが、ここで、二酸化炭素とは、化学的な意味で純粋な二酸化炭素、一般な観点からみて不純物が多少含まれている状態の二酸化炭素、および二酸化炭素に1種以上の流体が添加物として混合されている状態の流体も含む意味で使用される。   Further, in various embodiments of the present invention, carbon dioxide is used as a working fluid. Here, carbon dioxide is pure carbon dioxide in a chemical sense, and some impurities are included from a general viewpoint. Carbon dioxide in a state of being present, and fluid in a state where one or more fluids are mixed with carbon dioxide as an additive.

図1は本発明の一実施形態に係る作動流体供給制御装置が適用された発電サイクルの一例を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a power generation cycle to which a working fluid supply control device according to an embodiment of the present invention is applied.

図1に示すように、作動流体供給制御装置が適用された発電サイクルは、一つのタービンと、複数のレキュペレータ(recuperator)200と、複数の外部熱交換器300とを備えた超臨界二酸化炭素の発電サイクルであり得る。   As shown in FIG. 1, the power generation cycle to which the working fluid supply control device is applied includes a supercritical carbon dioxide having one turbine, a plurality of recuperators 200, and a plurality of external heat exchangers 300. It can be a power generation cycle.

本発明の各構成は、作動流体が流れる移送管によって接続され、特に言及しなくても、作動流体は移送管に沿って流動するものと理解されるべきである。ただし、複数の構成が一体化されている場合には、一体化された構成内に実質的に移送管の役目をする部品または領域があるので、この場合にも、当然、作動流体は移送管に沿って流動するものと理解されるべきである(本発明において、移送管は括弧内の数字で表記する)。   Each configuration of the present invention is connected by a transfer tube through which the working fluid flows, and it should be understood that the working fluid flows along the transfer tube, unless otherwise specified. However, in the case where a plurality of components are integrated, there is a part or region that substantially functions as a transfer pipe in the integrated configuration. (In the present invention, the transfer pipe is indicated by a number in parentheses).

作動流体供給制御装置を介してサイクル内へ供給された作動流体は、圧縮機100で高圧に圧縮され、一部はレキュペレータ200に分岐し、一部は外部の熱交換器300に分岐する。   The working fluid supplied into the cycle via the working fluid supply control device is compressed to a high pressure by the compressor 100, a part branches to the recuperator 200, and a part branches to the external heat exchanger 300.

レキュペレータ200は第1レキュペレータ210および第2レキュペレータ230から構成され、これらのレキュペレータは直列に配置され、第1レキュペレータ210を通過した作動流体が第2レキュペレータ230に順次流入する。タービン400を通過した作動流体が第1レキュペレータ210に先に流入するので、第1レキュペレータ210は第2レキュペレータ230に比べて相対的に高温の作動流体と熱交換をする。   The recuperator 200 includes a first recuperator 210 and a second recuperator 230. These recuperators are arranged in series, and the working fluid that has passed through the first recuperator 210 sequentially flows into the second recuperator 230. Since the working fluid that has passed through the turbine 400 flows into the first recuperator 210 first, the first recuperator 210 exchanges heat with the working fluid having a relatively higher temperature than the second recuperator 230.

外部熱交換器300は、第1熱交換器310および第2熱交換器330から構成される。第1および第2熱交換器310、330は、発電所のボイラーから排出される排気ガスのように廃熱を持つ気体(以下「廃熱気体」という)を熱源として用い、廃熱気体とサイクル内を循環する作動流体との熱交換によって、廃熱気体から供給された熱で作動流体を加熱する役目をする。   The external heat exchanger 300 includes a first heat exchanger 310 and a second heat exchanger 330. The first and second heat exchangers 310 and 330 use a gas having waste heat (hereinafter referred to as “waste heat gas”) like exhaust gas discharged from a boiler of a power plant as a heat source. It serves to heat the working fluid with heat supplied from the waste heat gas by heat exchange with the working fluid circulating inside.

複数の熱交換器300が備えられる場合、廃熱気体の温度に応じて相対的に低温、中温、高温などに区分することができる。つまり、熱交換器は、廃熱気体が流入する入口端側に近いほど高温での熱交換が可能であり、廃熱気体が排出される出口端側に近いほど低温での熱交換が行われる。   When a plurality of heat exchangers 300 are provided, the heat exchanger 300 can be classified into a relatively low temperature, a medium temperature, a high temperature, and the like according to the temperature of the waste heat gas. In other words, the heat exchanger can exchange heat at a higher temperature as it is closer to the inlet end side where the waste heat gas flows in, and heat exchange is performed at a lower temperature as it is closer to the outlet end side where the waste heat gas is discharged. .

本実施形態において、第1熱交換器310は、第2熱交換器330に比べて相対的に高温または中来の廃熱気体を用いる熱交換器であり、第2熱交換器330は、相対的に中温または低温の廃熱気体を用いる熱交換器であり得る。つまり、廃熱気体が流入する入口端から排出端側へ第1熱交換器310、第2熱交換器330が順次配置されたことを例にして説明する。   In the present embodiment, the first heat exchanger 310 is a heat exchanger that uses waste heat gas that is relatively hot or medium compared to the second heat exchanger 330, and the second heat exchanger 330 has a relative In particular, it may be a heat exchanger using a medium-temperature or low-temperature waste heat gas. That is, an example in which the first heat exchanger 310 and the second heat exchanger 330 are sequentially arranged from the inlet end where the waste heat gas flows in to the discharge end side will be described.

前述したように、圧縮機100を経た作動流体の一部は、第2レキュペレータ230へ送られ、第1レキュペレータ210を経た作動流体と熱交換して1次に加熱された後、第1レキュペレータ210へ送られ、タービン400を経た作動流体と熱交換して加熱される。その後、第1熱交換器310の前段へ移送される。   As described above, a part of the working fluid that has passed through the compressor 100 is sent to the second recuperator 230, exchanged heat with the working fluid that has passed through the first recuperator 210, and heated primarily, and then the first recuperator 210. To the working fluid that has passed through the turbine 400 and heated. Thereafter, it is transferred to the front stage of the first heat exchanger 310.

圧縮機100を経た作動流体の一部は、第2熱交換器330へ送られて廃熱気体と熱交換して1次に加熱された後、加熱された作動流体と第1レキュペレータ210で混合されて第1熱交換器310へ送られる。第1熱交換器310で加熱された作動流体はタービン400へ供給される。   Part of the working fluid that has passed through the compressor 100 is sent to the second heat exchanger 330, exchanged heat with waste heat gas and heated primarily, and then mixed with the heated working fluid by the first recuperator 210. And sent to the first heat exchanger 310. The working fluid heated by the first heat exchanger 310 is supplied to the turbine 400.

タービン400は作動流体によって駆動され、タービン400には発電機(図示せず)が接続され、タービンによって電力を生産することができる。タービン400を通過しながら作動流体が膨張するので、タービン400は膨張機(expander)の役目もする。タービン400を経た作動流体は第1レキュペレータ210へ移送される。   The turbine 400 is driven by a working fluid, and a generator (not shown) is connected to the turbine 400 so that electric power can be produced by the turbine. Since the working fluid expands while passing through the turbine 400, the turbine 400 also serves as an expander. The working fluid that has passed through the turbine 400 is transferred to the first recuperator 210.

圧縮機100を通過した作動流体と第1レキュペレータ210および第2レキュペレータ230で熱交換して冷却された作動流体は、プレクーラー50へ移送される。   The working fluid that has passed through the compressor 100 and the working fluid cooled by exchanging heat with the first recuperator 210 and the second recuperator 230 are transferred to the precooler 50.

プレクーラー50は、空気または冷却水を冷媒として用いて、レキュペレータ200を通過して1次に冷却された作動流体を2次冷却する。プレクーラー50を経て冷却された作動流体は、フローテーションタンク(flotation tank)500を経て圧縮機100へ供給される。   The precooler 50 uses air or cooling water as a refrigerant to secondary-cool the working fluid that has been primarily cooled after passing through the recuperator 200. The working fluid cooled through the precooler 50 is supplied to the compressor 100 through a flotation tank 500.

圧縮機100へ作動流体を供給するための作動流体供給制御装置は、前述したプレクーラー50と圧縮機100との間に配置されるフローテーションタンク500と、作動流体の貯蔵のための貯蔵タンク10と、貯蔵タンク10から作動流体をフローテーションタンク500へ供給する供給ポンプ20と、フローテーションタンク500の作動流体を貯蔵タンク10へ排出するための制御バルブ30とを含んで構成される。   The working fluid supply control device for supplying the working fluid to the compressor 100 includes a flotation tank 500 disposed between the precooler 50 and the compressor 100 described above, and a storage tank 10 for storing the working fluid. And a supply pump 20 that supplies the working fluid from the storage tank 10 to the flotation tank 500, and a control valve 30 that discharges the working fluid from the flotation tank 500 to the storage tank 10.

貯蔵タンク10は、サイクル全体に必要な作動流体の流量を貯蔵および供給することができる大容量貯蔵器であって、少なくともサイクル初期駆動の際に必要な作動流体の量を貯蔵することができる程度の大きさを持つ。貯蔵タンク10は、サイクル内で作動流体の一部流量を抜き出すときにも使用されるので、サイクルの総作動流体の流量よりも大きい流量を貯蔵することができるものが望ましい。貯蔵タンク10からフローテーションタンク500へ供給される作動流体の圧力は、供給ポンプ20によって1次に昇圧し、フローテーションタンク500内で2次に制御されて圧縮機100へ供給できる。   The storage tank 10 is a large-capacity reservoir capable of storing and supplying the flow rate of the working fluid necessary for the entire cycle, and can store at least the amount of the working fluid necessary for the initial driving of the cycle. With the size of Since the storage tank 10 is also used when extracting a partial flow rate of the working fluid in the cycle, it is desirable that the storage tank 10 can store a flow rate larger than the total working fluid flow rate of the cycle. The pressure of the working fluid supplied from the storage tank 10 to the flotation tank 500 can be first increased by the supply pump 20 and secondarily controlled in the flotation tank 500 to be supplied to the compressor 100.

フローテーションタンク500は、圧縮機100の入口端に設置されるので、圧縮機100の入口の圧力変化に対するバッファ作用をする。よって、圧縮機100の入口の圧力制御はフローテーションタンク500によって自動的に制御できる。   Since the flotation tank 500 is installed at the inlet end of the compressor 100, the flotation tank 500 acts as a buffer against a change in pressure at the inlet of the compressor 100. Therefore, the pressure control at the inlet of the compressor 100 can be automatically controlled by the flotation tank 500.

圧縮機100の入口の圧力変化に対するバッファ作用は、フローテーションタンク500内の圧力変化に対するバッファ作用によって行われる。このために、フローテーションタンク500は、ピストン蓄圧器(accumulator)タイプのタンクとして備えられることが好ましい。フローテーションタンク500の最大許容流量(flow rate)は、例えば215L/secであり得る。ピストン蓄圧器タイプのタンクは制御反応の応答速度および反応時間が非常に速いという利点がある。   The buffer action for the pressure change at the inlet of the compressor 100 is performed by the buffer action for the pressure change in the flotation tank 500. To this end, the flotation tank 500 is preferably provided as a piston accumulator type tank. The maximum allowable flow rate of the flotation tank 500 may be, for example, 215 L / sec. The piston accumulator type tank has the advantage that the response speed and reaction time of the control reaction are very fast.

フローテーションタンク500が圧縮機100の入口端に設置されるので、圧縮される以前の作動流体を一時貯蔵または流動させる。よって、フローテーションタンク500は、サイクル内の低圧ラインに位置し、従来のインベントリタンクのように高圧に耐えられる高価な材質および部品を必要としないため、経済的なサイクル構成が可能であるという利点がある。   Since the flotation tank 500 is installed at the inlet end of the compressor 100, the working fluid before being compressed is temporarily stored or fluidized. Therefore, the flotation tank 500 is located in the low pressure line in the cycle and does not require expensive materials and parts that can withstand high pressure unlike the conventional inventory tank, so that an economical cycle configuration is possible. There is.

貯蔵タンク10は、サイクル全体で必要とする作動流体の流量を貯蔵することができる程度の最小サイズを有しなければならないが、これに対し、フローテーションタンク500は、圧力バッファ機能のために全体サイクル流量の1/3程度の作動流体を貯蔵することができれば十分である。よって、従来のインベントリタンクに比べて1/3までフローテーションタンク500の大きさを縮小することができるので、サイクル構成費用を削減することができるという効果がある。   The storage tank 10 must have a minimum size that can store the flow rate of the working fluid required for the entire cycle, whereas the flotation tank 500 is entirely for pressure buffer function. It is sufficient if a working fluid of about 1/3 of the cycle flow rate can be stored. Therefore, since the size of the flotation tank 500 can be reduced to 1/3 compared to the conventional inventory tank, there is an effect that the cycle configuration cost can be reduced.

次に、フローテーションタンク500の圧力バッファ機能について詳細に説明する。   Next, the pressure buffer function of the flotation tank 500 will be described in detail.

図2は図1による作動流体供給制御装置の一例を示す模式図、図3および図4は図2による作動流体供給制御装置の作動状態を示す模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the working fluid supply control device according to FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams illustrating an operating state of the working fluid supply control device according to FIG.

図2に示すように、フローテーションタンク500は、タンク本体510と、タンク本体510の内部に設置されたピストン530と、タンク本体510の下端に設けられ、ピストン530を昇降させるピストン位置制御用流体が流入する制御流体流入部510aと、タンク本体510の一側に備えられ、供給ポンプ20から作動流体が流入する第1入口512と、タンク本体510の他側に備えられ、制御弁30へ作動流体が排出される第1出口514とを含んでなる。また、第1入口512および第1出口514から離隔しているタンク本体510の上部には、プレクーラー50から作動流体が流入する第2入口516と、第2入口516から離隔して位置し、圧縮機100へ作動流体が排出される第2出口518とが備えられる。   As shown in FIG. 2, the flotation tank 500 includes a tank main body 510, a piston 530 installed inside the tank main body 510, and a piston position control fluid that is provided at the lower end of the tank main body 510 and raises and lowers the piston 530. Is provided on one side of the tank main body 510 and the first inlet 512 through which the working fluid flows from the supply pump 20, and provided on the other side of the tank main body 510 and operates to the control valve 30. And a first outlet 514 through which fluid is discharged. In addition, the upper part of the tank body 510 that is separated from the first inlet 512 and the first outlet 514 is located apart from the second inlet 516 through which the working fluid flows from the precooler 50 and the second inlet 516, And a second outlet 518 through which the working fluid is discharged to the compressor 100.

図2において、Pはプレクーラー50の後段での圧力を示し、Pは圧縮機100の前段での圧力を示し、Pはフローテーションタンク500内の圧力を示す。また、Fは、ピストン530の位置を制御するための制御流体の流量を示す(サイクル内へ供給される作動流体とは別個の流体であり、超臨界二酸化炭素ではなく、他の作動流体が使用できる)。Hはフローテーションタンク500内の設定ポイントによるピストン530の高さを示し、Hはフローテーションタンク500内の圧力変化によるピストン530の高さを示す。PおよびHは、サイクルの設計の際に、予め設定された設定値にセットされ、圧力変化に応じてフローテーションタンク500内で前記設定値が維持されるように制御される。次に、以上説明した内容を参照して、圧力変化に応じたフローテーションタンク500の制御方法について詳細に説明する。 In FIG. 2, P 1 denotes the pressure at the later stage of the pre-cooler 50, P 2 indicates the pressure at the preceding stage of the compressor 100, P S represents a pressure floatation tank 500. F 1 indicates the flow rate of the control fluid for controlling the position of the piston 530 (a fluid separate from the working fluid supplied into the cycle, and other working fluid is not supercritical carbon dioxide. Can be used). H S indicates the height of the piston 530 at a set point in the flotation tank 500, and H A indicates the height of the piston 530 due to a pressure change in the flotation tank 500. P S and H S are in the design cycle, is set to a preset set value, the set value is controlled to be maintained in floatation tank 500 in response to pressure changes. Next, a method for controlling the flotation tank 500 according to a pressure change will be described in detail with reference to the above-described content.

図3に示すように、Pが高くなる場合が発生することがある。 As shown in FIG. 3, there may be a case where P 1 is increased occurs.

が上昇すると、フローテーションタンク500内でピストン530の高さがHからHに下降する。このとき、フローテーションタンク500内の設定高さHまでピストン530を上昇させるとともに、基準圧力Pを維持させるためにFの流量で制御流体を注入させる。これと同時に、制御弁30を開いてフローテーションタンク500内の一部作動流体の流量を排出して貯蔵タンク10へ送る。このような過程によって、PおよびHが設定値に維持されるとき、制御弁30を閉じてフローテーションタンク500からの作動流体の排出を中止するとともに、F流量での制御流体注入を中止する。このとき、供給ポンプ20は駆動されない。 When P 1 rises, the height of the piston 530 falls from H 2 S to H A in the flotation tank 500. At this time, along with raising the piston 530 to set the height H S of the flotation tank 500, in order to maintain the reference pressure P S is injected control fluid at a flow rate of F 1. At the same time, the control valve 30 is opened to discharge the flow rate of a part of the working fluid in the flotation tank 500 and send it to the storage tank 10. Such processes, when P S and H S are maintained at the set value, as well as stops the discharge of the working fluid from flotation tank 500 by closing the control valve 30, the control fluid injection at F 1 flow rate Discontinue. At this time, the supply pump 20 is not driven.

一方、Pが高くなる場合が発生しても、図3に示すように、ピストン530がHの高さに下降することができる。この場合にも、フローテーションタンク500内でピストン530の高さがHからHに下降する。したがって、Fで制御流体を注入して基準圧力Pを維持し、Hまでピストン530を上昇させることができるように、制御弁30を開いてフローテーションタンク500内の一部の作動流体を貯蔵タンク10へ排出する。PおよびHが設定値に維持されるとき、制御弁30を閉じてフローテーションタンク500からの作動流体の排出を中止するとともに、F流量での制御流体注入を中止する。 On the other hand, even in the event that if P 2 is high, as shown in FIG. 3, it is possible to piston 530 descends to the height of the H A. Also in this case, the height of the piston 530 falls from H 2 S to H 2 A in the flotation tank 500. Therefore, the control valve 30 is opened and a part of the working fluid in the flotation tank 500 so that the control fluid is injected at F 1 to maintain the reference pressure P S and the piston 530 can be raised to H S. Is discharged to the storage tank 10. When P S and H S are maintained at the set value, as well as stops the discharge of the working fluid from flotation tank 500 by closing the control valve 30, it stops the control fluid injection at F 1 flow rate.

逆に、図4に示すように、Pが低くなる場合が発生することがある。 Conversely, as shown in FIG. 4, there may be a case where P 1 is lower occur.

が減少すると、フローテーションタンク500内でピストン530の高さがHからHに上昇する。このとき、フローテーションタンク500内の設定高さHまでピストン530を下降させるとともに、基準圧力Pを維持させるために供給ポンプ20を作動させてフローテーションタンク500内に作動流体の流量を補充する。このような過程によってPおよびHが設定値になると、供給ポンプ20を停止させてフローテーションタンク500への作動流体の供給を中止することでPおよびHを維持する。この際、制御弁30は駆動されず、ピストン530の位置設定のための制御流体も供給されない。 When P 1 decreases, the height of the piston 530 increases from H S to H A in the flotation tank 500. At this time, the piston 530 is lowered to the set height H S in the flotation tank 500 and the supply pump 20 is operated to maintain the reference pressure P S to replenish the flow rate of the working fluid in the flotation tank 500. To do. When this process by P S and H S reaches the set value, to maintain P S and H S by the supply pump 20 is stopped to stop the supply of the working fluid into the flotation tank 500. At this time, the control valve 30 is not driven, and the control fluid for setting the position of the piston 530 is not supplied.

また、Pが低くなる場合が発生しても、図4に示すように、ピストン530がHの高さに上昇することができる。よって、フローテーションタンク500内の設定高さHまでピストン530を下降させるとともに、基準圧力Pを維持させるために供給ポンプ20を作動させてフローテーションタンク500内への作動流体の流量を補充する。このような過程によってPおよびHが設定値になると、供給ポンプ20を停止させてフローテーションタンク500への作動流体の供給を中止することでPおよびHを維持する。 Further, even occurs when the P 2 becomes lower, as shown in FIG. 4, it is possible to piston 530 is raised to a height of H A. Therefore, the piston 530 is lowered to the set height H S in the flotation tank 500, and the supply pump 20 is operated to maintain the reference pressure P S to replenish the flow rate of the working fluid into the flotation tank 500. To do. When this process by P S and H S reaches the set value, to maintain P S and H S by the supply pump 20 is stopped to stop the supply of the working fluid into the flotation tank 500.

前述したように、圧縮機の入口およびプレクーラーの出口の圧力変化に応じてフローテーションタンク内の圧力および作動流体の流量が可変するので、フローテーションタンク内の圧力およびピストンの高さが一定の設定値に維持できる。このようにフローテーションタンクが圧縮機の入口の圧力変化に応じたバッファの役目をするので、別途の圧力制御が必要とされないため、従来のインベントリタンクのような高価な材質および部品を使用しなくてもよいので、サイクル構成費用が削減されるという効果がある。また、フローテーションタンクのみで作動流体の流量を効率よく制御することができ、圧縮機の入出口の圧力を制御することができるため、サイクル構成費用の削減および経済性の向上を図るという効果がある。   As described above, since the pressure in the flotation tank and the flow rate of the working fluid vary according to the pressure changes at the compressor inlet and the precooler outlet, the pressure in the flotation tank and the height of the piston are constant. The set value can be maintained. Since the flotation tank acts as a buffer according to the pressure change at the inlet of the compressor in this way, there is no need for separate pressure control, so expensive materials and parts like conventional inventory tanks are not used. Therefore, there is an effect that the cost of cycle configuration is reduced. In addition, the flow rate of the working fluid can be efficiently controlled only by the flotation tank, and the pressure at the inlet / outlet of the compressor can be controlled. is there.

以上で説明され且つ図面に示された本発明の一実施形態は、本発明の技術的思想を限定するものと解釈されてはならない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項によってのみ制限される。本発明の技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想を様々な形態に改良および変更することが可能である。よって、それらの改良および変更も、通常の知識を有する者に自明なことである限り、本発明の権利範囲に属するといえる。   The embodiment of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims. A person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention can improve and change the technical idea of the present invention into various forms. Therefore, it can be said that those improvements and modifications belong to the scope of the present invention as long as it is obvious to those having ordinary knowledge.

10 貯蔵タンク
20 供給ポンプ
30 制御弁
50 プレクーラー
100 圧縮機
200 レキュペレータ
300 熱交換器
400 タービン
500 フローテーションタンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Storage tank 20 Supply pump 30 Control valve 50 Precooler 100 Compressor 200 Recuperator 300 Heat exchanger 400 Turbine 500 Flotation tank

Claims (20)

作動流体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機へ供給される作動流体を冷却するプレクーラーが備えられたた発電サイクルへ作動流体を供給するための作動流体供給制御装置において、
前記発電サイクルへ供給される前記作動流体を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記プレクーラーと前記圧縮機との間に配置され、前記作動流体が流動または一時貯蔵されるフローテーションタンクとを含み、
前記圧縮機の入口および前記プレクーラーの出口の圧力に応じて前記フローテーションタンク内の圧力および前記作動流体の流量が制御される、作動流体供給制御装置。
A working fluid supply control device for supplying a working fluid to a power generation cycle provided with a compressor that compresses the working fluid and a precooler that cools the working fluid supplied to the compressor;
A storage tank for storing the working fluid supplied to the power generation cycle;
A flotation tank disposed between the precooler and the compressor, in which the working fluid flows or is temporarily stored,
A working fluid supply control device in which a pressure in the flotation tank and a flow rate of the working fluid are controlled in accordance with pressures at an inlet of the compressor and an outlet of the precooler.
前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記貯蔵タンクから前記作動流体を前記フローテーションタンクへ供給する供給ポンプと、前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記フローテーションタンクから前記作動流体を前記貯蔵タンクへ排出するための制御弁とをさらに含む、請求項1に記載の作動流体供給制御装置。   Provided between the storage tank and the flotation tank, provided between the storage tank and the flotation tank, a supply pump for supplying the working fluid from the storage tank to the flotation tank, The working fluid supply control device according to claim 1, further comprising a control valve for discharging the working fluid from a flotation tank to the storage tank. 前記フローテーションタンクはピストン蓄圧器タイプのタンクである、請求項2に記載の作動流体供給制御装置。   The working fluid supply control device according to claim 2, wherein the flotation tank is a piston accumulator type tank. 前記フローテーションタンクは、前記作動流体が流入するタンク本体と、前記タンク本体の内部に設置され、外部から供給される制御用流体によって昇降するピストンとを含む、請求項3に記載の作動流体供給制御装置。   4. The working fluid supply according to claim 3, wherein the flotation tank includes a tank body into which the working fluid flows, and a piston that is installed inside the tank body and moves up and down by a control fluid supplied from outside. Control device. 前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の下端に備えられ、前記制御用流体が流入する制御流体流入部と、前記タンク本体の一側に備えられ、前記供給ポンプから前記作動流体が流入する第1入口と、前記タンク本体の他側に備えられ、前記制御弁へ前記作動流体が排出される第1出口とをさらに含む、請求項4に記載の作動流体供給制御装置。   The flotation tank is provided at a lower end of the tank main body, is provided with a control fluid inflow portion into which the control fluid flows in, and is provided at one side of the tank main body, and the working fluid flows in from the supply pump. The working fluid supply control device according to claim 4, further comprising: an inlet; and a first outlet provided on the other side of the tank body and discharging the working fluid to the control valve. 前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の上部に備えられ、前記プレクーラーから前記作動流体が流入する第2入口と、前記タンク本体の上部に備えられ、前記圧縮機へ前記作動流体が排出される第2出口とをさらに含む、請求項5に記載の作動流体供給制御装置。   The flotation tank is provided at an upper part of the tank body, and is provided at a second inlet through which the working fluid flows from the precooler, and at an upper part of the tank body, and the working fluid is discharged to the compressor. The working fluid supply control device according to claim 5, further comprising a second outlet. 前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが高くなる場合、前記制御流体流入部へ前記制御用流体が供給され、前記制御弁を開放して前記第1出口を介して前記フローテーションタンク内の作動流体を前記貯蔵タンクへ排出する、請求項6に記載の作動流体供給制御装置。 If the pressure P 2 at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler is increased, the control and the control fluid is supplied to the fluid inlet, the first to open the control valve The working fluid supply control device according to claim 6, wherein the working fluid in the flotation tank is discharged to the storage tank through an outlet. 前記制御用流体の供給および前記貯蔵タンクへの前記作動流体の排出は、ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われる、請求項5から7のいずれか一項に記載の作動流体供給制御装置。   The supply of the control fluid and the discharge of the working fluid to the storage tank are performed until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value. Working fluid supply control device. 前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが低くなる場合、前記供給ポンプを作動させて前記第1入口を介して前記フローテーションタンク内へ前記作動流体を供給する、請求項5から8のいずれか一項に記載の作動流体供給制御装置。 If the pressure P 2 becomes lower at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler, said working fluid through said first inlet by operating the supply pump to the flotation tank The working fluid supply control device according to claim 5, wherein the working fluid supply control device is supplied. 前記フローテーションタンク内への前記作動流体の供給は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われる、請求項9に記載の作動流体供給制御装置。   The working fluid supply control device according to claim 9, wherein the working fluid is supplied into the flotation tank until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value. 作動流体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機へ供給される作動流体を冷却するプレクーラーが備えられた発電サイクルへ作動流体を供給するための作動流体供給制御装置において、
前記発電サイクルへ供給される前記作動流体を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記圧縮機の入口低圧ラインに配置され、前記作動流体が流動または一時貯蔵されるフローテーションタンクと、
前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記貯蔵タンクから前記作動流体を前記フローテーションタンクへ供給する供給ポンプと、
前記貯蔵タンクと前記フローテーションタンクとの間に備えられ、前記フローテーションタンクから前記作動流体を前記貯蔵タンクへ排出するための制御弁とを含む、作動流体供給制御装置。
A working fluid supply control device for supplying the working fluid to a power generation cycle provided with a compressor for compressing the working fluid and a precooler for cooling the working fluid supplied to the compressor;
A storage tank for storing the working fluid supplied to the power generation cycle;
A flotation tank disposed in an inlet low pressure line of the compressor and in which the working fluid flows or is temporarily stored;
A supply pump provided between the storage tank and the flotation tank, for supplying the working fluid from the storage tank to the flotation tank;
A working fluid supply control device comprising a control valve provided between the storage tank and the flotation tank and for discharging the working fluid from the flotation tank to the storage tank.
前記プレクーラーの出口または前記圧縮機の入口の圧力が高くなると、前記フローテーションタンクから前記作動流体を前記貯蔵タンクへ排出し、前記プレクーラーの出口または前記圧縮機の入口の圧力が低くなると、前記貯蔵タンクから前記フローテーションタンクへ前記作動流体を供給する、請求項11に記載の作動流体供給制御装置。   When the pressure at the outlet of the precooler or the inlet of the compressor becomes high, the working fluid is discharged from the flotation tank to the storage tank, and when the pressure at the outlet of the precooler or the inlet of the compressor becomes low, The working fluid supply control device according to claim 11, wherein the working fluid is supplied from the storage tank to the flotation tank. 前記フローテーションタンクはピストン蓄圧器(accumulator)タイプのタンクである、請求項11または12に記載の作動流体供給制御装置。   The working fluid supply control device according to claim 11 or 12, wherein the flotation tank is a piston accumulator type tank. 前記フローテーションタンクは、前記作動流体が流入するタンク本体と、前記タンク本体の内部に設置され、外部から供給される制御用流体によって昇降するピストンとを含む、請求項11から13のいずれか一項に記載の作動流体供給制御装置。   The flotation tank includes a tank body into which the working fluid flows, and a piston that is installed inside the tank body and moves up and down by a control fluid supplied from the outside. The working fluid supply control device according to Item. 前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の下端に備えられ、前記制御用流体が流入する制御流体流入部と、前記タンク本体の一側に備えられ、前記供給ポンプから前記作動流体が流入する第1入口と、前記タンク本体の他側に備えられ、前記制御弁へ前記作動流体が排出される第1出口とをさらに含む、請求項14に記載の作動流体供給制御装置。   The flotation tank is provided at a lower end of the tank main body, is provided with a control fluid inflow portion into which the control fluid flows in, and is provided at one side of the tank main body, and the working fluid flows in from the supply pump. The working fluid supply control device according to claim 14, further comprising an inlet and a first outlet provided on the other side of the tank main body and discharging the working fluid to the control valve. 前記フローテーションタンクは、前記タンク本体の上部に備えられ、前記プレクーラーから前記作動流体が流入する第2入口と、前記タンク本体の上部に備えられ、前記圧縮機へ前記作動流体が排出される第2出口とをさらに含む、請求項15に記載の作動流体供給制御装置。   The flotation tank is provided at an upper part of the tank body, and is provided at a second inlet through which the working fluid flows from the precooler, and at an upper part of the tank body, and the working fluid is discharged to the compressor. The working fluid supply control device according to claim 15, further comprising a second outlet. 前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが高くなる場合、前記制御流体流入部へ前記制御用流体が供給され、前記制御弁を開放して前記第1出口を介して前記フローテーションタンク内の作動流体を前記貯蔵タンクへ排出する、請求項15または16に記載の作動流体供給制御装置。 If the pressure P 2 at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler is increased, the control and the control fluid is supplied to the fluid inlet, the first to open the control valve The working fluid supply control device according to claim 15 or 16, wherein the working fluid in the flotation tank is discharged to the storage tank through an outlet. 前記制御用流体の供給および前記貯蔵タンクへの前記作動流体の排出は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われる、請求項17に記載の作動流体供給制御装置。   18. The working fluid supply control device according to claim 17, wherein the supply of the control fluid and the discharge of the working fluid to the storage tank are performed until the height of the piston reaches a height corresponding to a set value. . 前記プレクーラーの後段での圧力Pまたは前記圧縮機の前段での圧力Pが低くなる場合、前記供給ポンプを作動させて前記第1入口を介して前記フローテーションタンク内へ前記作動流体を供給する、請求項15から18のいずれか一項に記載の作動流体供給制御装置。 If the pressure P 2 becomes lower at the front stage of the pressure P 1 or the compressor at a subsequent stage of the pre-cooler, said working fluid through said first inlet by operating the supply pump to the flotation tank The working fluid supply control device according to any one of claims 15 to 18, which supplies the working fluid. 前記フローテーションタンク内への前記作動流体の供給は、前記ピストンの高さが設定値に対応する高さに到達するまで行われる、請求項19に記載の作動流体供給制御装置。   The working fluid supply control device according to claim 19, wherein the supply of the working fluid into the flotation tank is performed until a height of the piston reaches a height corresponding to a set value.
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