KR101482876B1 - 발전 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발전 장치는, 증발기(1)와, 증발기로부터 배출된 작동 매체를 과열 상태로 하는 과열기(2)와, 과열기(2)로부터 배출된 작동 매체에 의해 구동되는 팽창기(3)와, 팽창기(3)로부터 배출된 작동 매체에 혼입되어 있는 윤활유를 작동 매체로부터 분리하는 오일 분리기(5)와, 과열기(2)와 오일 분리기(5)를 연결하는 바이패스 통로(25)와, 바이패스 통로(25)를 개폐하는 바이패스 밸브(26)와, 바이패스 밸브(26)의 개폐를 제어함으로써, 과열기(2)의 상류부에 저류된 윤활유(P)를 오일 분리기(5)로 유도하는 오일 배출 제어를 실행하는 제어 수단(30)을 구비한다. 이러한 구성에 의해, 과열기에 윤활유가 저류되는 것에 기인한 발전 효율의 저하를 방지한다.
Description
본 발명은, 증발시킨 작동 매체에 의해 팽창기를 구동하여 발전을 행하는 발전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 공장 등의 각종 설비로부터의 배열을 회수하고, 그 회수된 배열의 에너지를 이용하여 발전을 행하는 발전 장치가 알려져 있다. 이러한 발전 장치의 일례로서, 바이너리 발전 장치, 즉, 팽창기를 구동하기 위해 저비점의 작동 매체를 사용한 런킨 사이클을 이용한 발전 장치가 일본 특허 출원 공개 제2011-208569호에 개시되어 있다. 이 발전 장치는, 작동 매체(발전 작동 유체)를 증발시키는 증발기와, 증발기로부터 배출된 작동 매체를 과열 상태로 하는 과열기와, 과열기로부터 배출되는 작동 매체에 의해 구동되는 팽창기(터빈)와, 팽창기로부터 동력을 얻어 발전하는 발전기와, 팽창기로부터 배출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 응축기에서 응축된 작동 매체를 상기 증발기로 송출하는 펌프를 구비하고 있다.
그런데 팽창기에는, 일반적으로, 과열기로부터 배출되는 과열 상태의 작동 매체(과열 증기)에 의해 회전 구동되는 스크류 로터가 구비되어 있고, 이 스크류 로터의 윤활 등을 위해 윤활유가 공급된다. 이로 인해, 팽창기로부터 배출되는 작동 매체에는 미량의 윤활유가 혼입되어 있고, 이 윤활유가 혼입된 작동 매체는, 응축기에서 응축된 후에 증발기 및 과열기로 송출되게 된다.
상기한 바와 같이, 증발기 및 과열기에는, 윤활유가 혼입된 작동 매체가 공급되므로, 작동 매체로부터 분리한 윤활유가 증발기 또는 과열기에 저류될 우려가 있다. 특히, 과열기에서는, 거의 모든 작동 매체가 증기의 상태로 유통되므로, 윤활유가 작동 매체에 수반하기 어려워, 윤활유가 저류되기 쉽다고 생각된다. 윤활유가 과열기에 저류되면, 열교환의 전열 면적이 감소하고, 열교환량이 저하되므로, 과열기로부터 배출되는 작동 매체(과열 증기)의 온도, 압력의 저하를 초래하고, 나아가서는 발전 효율의 저하에 연결된다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 사정에 비추어 이루어진 것이며, 과열기에 윤활유가 저류되는 것에 기인한 발전 효율의 저하를 효과적으로 방지하는 것이 가능한 발전 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 발전 장치는, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 작동 매체 중 적어도 일부를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 과열 상태로 하는 과열기와, 상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 회전 구동되는 로터를 포함하는 팽창기와, 상기 팽창기로부터 동력을 얻어 발전하는 발전기와, 상기 팽창기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 냉각 매체에 의해 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 배출된 작동 매체를 상기 증발기로 송출하는 펌프와, 상기 팽창기와 상기 응축기 사이, 또는, 상기 팽창기와 상기 과열기 사이에 배치되고, 상기 팽창기로부터 배출된 작동 매체에 혼입되어 있는 윤활유를 작동 매체로부터 분리하는 오일 분리기와, 상기 과열기와 상기 오일 분리기를 연결하는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 개폐하는 바이패스 밸브와, 상기 바이패스 밸브의 개폐를 제어함으로써, 상기 과열기의 상류부에 저류된 윤활유를 상기 오일 분리기로 유도하는 오일 배출 제어를 실행하는 제어 수단을 구비한다.
또한, 본 발명의 발전 장치의 제어 방법은, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 작동 매체 중 적어도 일부를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 과열 상태로 하는 과열기와, 상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 회전 구동되는 로터를 포함하는 팽창기와, 상기 팽창기로부터 동력을 얻어 발전하는 발전기와, 상기 팽창기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 냉각 매체에 의해 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 배출된 작동 매체를 상기 증발기로 송출하는 펌프와, 상기 팽창기와 상기 응축기 사이, 또는, 상기 팽창기와 상기 과열기 사이에 배치되고, 상기 팽창기로부터 배출된 작동 매체에 혼입되어 있는 윤활유를 작동 매체로부터 분리하는 오일 분리기와, 상기 과열기와 상기 오일 분리기를 연결하는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 개폐하는 바이패스 밸브를 구비한 발전 장치를 제어하는 방법이며, 상기 바이패스 밸브를 개방함으로써, 상기 과열기의 상류부에 저류된 윤활유를 상기 바이패스 통로를 통해 상기 오일 분리기로 유도하는 오일 배출 공정을 포함한다.
이들 발명에 따르면, 오일 배출 제어(오일 배출 공정)에 수반하여 바이패스 밸브가 개방됨으로써, 과열기의 상류부에 저류된 윤활유가 바이패스 통로를 통해 오일 분리기로 유도되므로, 발전 장치의 운전 중, 과열기에 많은 윤활유가 저류되어 열교환량이 저하되는 것이 회피된다. 이에 의해, 과열기로부터 배출되어 팽창기에 공급되는 작동 매체(과열 증기)의 온도, 압력이 저하되는 것을 방지할 수 있어, 발전기에 의한 발전 효율을 양호하게 유지할 수 있다.
상기 발전 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제어 수단은, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시 및 종료 시 중 적어도 한쪽에서 상기 오일 배출 제어를 실행 가능하게 구성된다.
상기 제어 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 오일 배출 공정은, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시 및 종료 시 중 적어도 한쪽에서 실행된다.
이들 형태에 따르면, 발전의 개시 시 또는 종료 시에 오일 배출 제어(오일 배출 공정)가 실행되므로, 과열기 내의 윤활유를 배출하고 나서 실질적인 발전을 행할 수 있어, 발전 장치의 운전 중에 있어서의 발전 효율의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.
상기 발전 장치에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시에 오일 배출 제어가 실행되는 경우에는, 보다 바람직하게는, 상기 과열기에 가열 매체 및 작동 매체가 공급된 후에 상기 바이패스 밸브를 개방한다.
상기 제어 방법에 있어서, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시에 오일 배출 제어를 실행하는 경우에는, 보다 바람직하게는, 상기 과열기에 가열 매체 및 작동 매체가 공급된 후에 상기 바이패스 밸브를 개방한다.
이들 형태에 따르면, 바이패스 밸브를 개방하기 전에 바이패스 통로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 소정의 압력 차를 발생시킬 수 있으므로, 과열기에 저류되어 있었던 윤활유를 확실하게 바이패스 통로를 통해 배출할 수 있다.
상기 발전 장치는, 바람직하게는, 상기 과열기를 통과하기 전후에 있어서의 상기 가열 매체 또는 작동 매체의 온도를 검출하는 검출 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 온도에 기초하여 상기 과열기 내의 열교환량을 추정하고, 당해 열교환량이 소정의 임계값을 하회한 시점에서, 상기 오일 배출 제어를 실행한다.
상기 제어 방법은, 바람직하게는, 상기 과열기를 통과하기 전후에 있어서의 상기 가열 매체 또는 작동 매체의 온도를 검출하는 검출 공정을 포함하고, 상기 오일 배출 공정은, 상기 검출 공정에서 검출된 온도에 기초하여 추정되는 상기 과열기 내의 열교환량이 소정의 임계값을 하회한 시점에서 실행된다.
이들 형태에 따르면, 과열기의 전후에 있어서의 작동 매체의 온도에 기초하여 과열기 내에서의 열교환량이 추정되므로, 그 열교환량의 저하의 정도로부터 과열기에 윤활유가 저류되어 있는 것을 고정밀도로 검지할 수 있는 동시에, 열교환량이 저하된 시점에서 바이패스 밸브를 개방함으로써, 낭비가 없는 타이밍에서 효율적으로 오일 배출 제어(오일 배출 공정)를 실행할 수 있다.
상기 제어 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 오일 배출 공정은, 상기 발전기의 운전 중, 미리 정해진 일정한 시간마다 실행된다.
이 형태에 따르면, 시간을 계측하는 것만의 간단한 처리에 의해, 오일 배출 제어(오일 배출 공정)를 실행하는 타이밍을 결정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 발전 장치 및 그 제어 방법에 따르면, 과열기에 윤활유가 저류되는 것에 기인한 발전 효율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 발전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 상기 발전 장치에 있어서, 과열기에 윤활유가 저류된 상태를 설명하기 위한 도면.
도 3은 상기 발전 장치의 제어계를 나타내는 블록도.
도 4는 상기 발전 장치의 기동 시에 행해지는 처리를 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 발전 장치의 정지 시에 행해지는 처리를 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 발전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 제3 실시 형태의 발전 장치의 제어계를 나타내는 블록도.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 발전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 상기 발전 장치에 있어서, 과열기에 윤활유가 저류된 상태를 설명하기 위한 도면.
도 3은 상기 발전 장치의 제어계를 나타내는 블록도.
도 4는 상기 발전 장치의 기동 시에 행해지는 처리를 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 발전 장치의 정지 시에 행해지는 처리를 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 발전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 제3 실시 형태의 발전 장치의 제어계를 나타내는 블록도.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 발전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
<제1 실시 형태>
도 1을 참조하면서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 발전 장치에 대해 설명한다. 이 발전 장치는, 작동 매체를 가열하여 증발시키는 증발기(1)와, 증발기(1)로부터 배출된 작동 매체를 가열하여 과열 상태로 하는 과열기(2)와, 과열기(2)로부터 배출된 과열 상태의 작동 매체에 의해 구동되는 팽창기(3)와, 팽창기(3)로부터 동력을 얻어 발전하는 발전기(4)와, 팽창기(3)로부터 배출된 작동 매체로부터 윤활유를 분리하는 오일 분리기(5)와, 오일 분리기(5)로부터 배출된 작동 매체를 냉각하여 응축시키는 응축기(6)와, 응축기(6)로부터 배출된 작동 매체를 증발기(1)로 송출하는 펌프(7)와, 이들 각 기기(1 내지 7)를 서로 접속함으로써, 작동 매체가 순환하는 폐쇄 회로를 형성하는 순환 유로(9)를 구비하고 있다. 이 발전 장치에 사용되는 작동 매체는, 물보다도 비점이 낮은 매체이며, 그 적합예로서는, 예를 들어 HFC245Fa 등의 대체 플론을 들 수 있다.
증발기(1)는, 외부로부터 공급되는 가열 매체와의 열교환에 의해 액상의 작동 매체를 증발시키는 열교환기이며, 순환 유로(9)에 있어서의 펌프(7)의 하류측에 설치되어 있다. 증발기(1)에는, 가열 매체를 증발기(1)에 공급하기 위한 도입 유로(11)와, 증발기(1)로부터 가열 매체를 배출하기 위한 배출 유로(12)가 접속되어 있고, 도입 유로(11)에는, 가열 매체의 증발기(1)에의 공급을 계속 또는 정지하기 위한 개폐 가능한 전환 밸브(13)가 설치되어 있다. 전환 밸브(13)는, 발전 장치의 운전 중, 개방된 상태로 유지된다. 이때, 증발기(1)의 내부에서는, 도입 유로(11)를 통해 공급된 가열 매체와, 펌프(7)의 하류측[펌프(7)와 증발기(1) 사이]에 위치하는 순환 유로(9)의 제1 부위(9a)를 통해 공급된 작동 매체와의 사이에서 열교환이 행해진다. 이에 의해, 증발기(1) 내를 유통하는 작동 매체의 온도가 비점까지 상승하고, 작동 매체가 증발한다. 또한, 증발기(1)에서는, 반드시 모든 작동 매체가 증발할 필요는 없고, 일부의 작동 매체는 액체인 채로 증발기(1)로부터 배출되어도 된다.
과열기(2)는, 외부로부터 공급되는 가열 매체와의 열교환에 의해 작동 매체를 과열 상태로 하는 열교환기이며, 순환 유로(9)에 있어서의 증발기(1)의 하류측에 설치되어 있다. 과열기(2)에는, 가열 매체를 과열기(2)에 공급하기 위한 도입 유로(14)와, 과열기(2)로부터 가열 매체를 배출하기 위한 배출 유로(15)가 접속되어 있고, 도입 유로(14)에는, 가열 매체의 과열기(2)에의 공급을 계속 또는 정지하기 위한 개폐 가능한 전환 밸브(16)가 설치되어 있다. 전환 밸브(16)는, 발전 장치의 운전 중, 개방된 상태로 유지된다. 이때, 과열기(2)의 내부에서는, 도입 유로(14)를 통해 공급된 가열 매체와, 증발기(1)의 하류측[증발기(1)와 과열기(2) 사이]에 위치하는 순환 유로(9)의 제2 부위(9b)를 통해 공급된 작동 매체와의 사이에서 열교환이 행해진다. 이에 의해, 과열기(2) 내를 유통하는 작동 매체의 온도가 비점을 초과하는 값까지 상승하고, 작동 매체가 과열 상태로 변화된다.
또한, 증발기(1) 및 과열기(2)에 사용되는 가열 매체의 구체예로서는, 갱정(증기정)으로부터 채취된 증기나, 공장 등으로부터 배출된 증기 외에, 태양열을 열원으로 하는 집열기에 의해 생성된 증기나, 바이오매스나 화석 연료를 열원으로 하는 보일러로부터 생성된 증기를 들 수 있다.
팽창기(3)는, 과열기(2)로부터 배출된 과열 상태의 작동 매체에 의해 회전 구동되는 스크류 팽창기이며, 순환 유로(9)에 있어서의 과열기(2)의 하류측에 설치되어 있다. 구체적으로, 팽창기(3)는, 내부에 로터실이 형성된 케이싱과, 로터실의 내부에 회전 가능하게 지지된 스크류 로터(로터)를 갖고 있다(모두 도시하지 않음). 상기 케이싱에는, 과열기(2)로부터 배출된 작동 매체를 상기 로터실에 도입하기 위한 흡기구가 형성되어 있고, 이 흡기구에는, 과열기(2)의 하류측에 위치하는 순환 유로(9)의 제3 부위(9c)가 접속되어 있다. 또한, 상기 케이싱에는, 상기 로터실에 도입된 작동 매체를 배출하기 위한 배출구가 형성되어 있고, 이 배출구에는, 오일 분리기(5)의 상류측에 위치하는 순환 유로(9)의 제4 부위(9d)가 접속되어 있다. 과열기(2)로부터 순환 유로(9)의 제3 부위(9c)에 배출된 과열 상태의 작동 매체가 상기 흡기구를 통해 상기 로터실에 공급되면, 그 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 상기 스크류 로터가 회전 구동되는 동시에, 그 팽창에 수반하여 압력이 저하된 작동 매체가 상기 배출구로부터 순환 유로(9)의 제4 부위(9d)로 배출된다.
발전기(4)는, 팽창기(3)에 연동하여 회전하는 회전자를 구비한 IPM 발전기(영구 자석 동기 발전기)이며, 팽창기(3)의 출력축에 연결되어 있다. 즉, 팽창기(3) 내에서 작동 매체가 팽창하여 상기 스크류 로터가 회전 구동되면, 이것에 연동하여 발전기(4)의 회전자가 회전하여 유도 전류가 발생함으로써, 발전이 행해지도록 되어 있다.
오일 분리기(5)는, 순환 유로(9)에 있어서의 팽창기(3)와 응축기(6) 사이에 설치되어 있다. 이 오일 분리기(5)는, 팽창기(3)로부터 순환 유로(9)의 제4 부위(9d)를 통해 배출된 작동 매체에 혼입되어 있는 윤활유를 분리하고, 이 분리한 윤활유를 오일 분리기(5) 내에 저축한다. 즉, 팽창기(3)에는, 상기 스크류 로터의 윤활이나 베어링부의 시일 등을 목적으로 하여 윤활유가 공급되므로, 이 팽창기(3)로부터 배출되는 작동 매체에는 윤활유가 혼입되어 있고, 이 윤활유가 혼입된 작동 매체가 그대로 응축기(6)나 증발기(1), 과열기(2)에 공급되면, 열교환량이 저하되어 작동 매체의 증발이나 응축이 저해될 우려가 있다. 따라서, 이러한 사태를 방지하기 위해, 팽창기(3)의 하류측에 오일 분리기(5)가 설치되고, 이 오일 분리기(5)에 의해 작동 매체로부터 윤활유가 분리되도록 되어 있다.
오일 분리기(5)와 팽창기(3)는, 오일 유로(20)에 의해 서로 접속되어 있고, 오일 유로(20)의 도중부에는, 윤활유 펌프(21)가 설치되어 있다. 윤활유 펌프(21)가 구동됨으로써, 오일 분리기(5)에 저류되어 있는 윤활유가 오일 유로(20)를 통해 다시 팽창기(3)에 공급된다.
응축기(6)는, 외부로부터 공급되는 냉각 매체와의 열교환에 의해 가스상의 작동 매체를 응축시키는 열교환기이다. 응축기(6)에는, 냉각 매체를 응축기(6)에 공급하기 위한 도입 유로(17)와, 응축기(6)로부터 냉각 매체를 배출하기 위한 배출 유로(18)가 접속되어 있고, 도입 유로(17)에는, 냉각 매체의 응축기(6)에의 공급을 계속 또는 정지하기 위한 개폐 가능한 전환 밸브(19)가 설치되어 있다. 전환 밸브(19)는, 발전 장치의 운전 중, 개방된 상태로 유지된다. 이때, 응축기(6)의 내부에서는, 도입 유로(17)를 통해 도입된 냉각 매체와, 오일 분리기(5)의 하류측[오일 분리기(5)와 응축기(6) 사이]에 위치하는 순환 유로(9)의 제5 부위(9e)를 통해 도입된 작동 매체와의 사이에서 열교환이 행해진다. 이에 의해, 응축기(6) 내를 유통하는 작동 매체의 온도가 응축점 미만까지 저하되고, 작동 매체가 응축한다. 또한, 응축기(6)에 사용되는 냉각 매체의 구체예로서는, 쿨링 타워에서 생성된 냉각수를 들 수 있다.
펌프(7)는, 순환 유로(9)에 있어서의 응축기(6)의 하류측[증발기(1)와 응축기(6) 사이]에 설치되어 있다. 펌프(7)에는, 응축기(6)에서 응축된 액상의 작동 매체가, 펌프(7)의 상류측에 위치하는 순환 유로(9)의 제6 부위(9f)를 통해 공급된다. 이 제6 부위(9f)로부터 도입되는 액상의 작동 매체는, 펌프(7)에 의해 소정의 압력까지 가압된 후에, 순환 유로(9)의 제1 부위(9a)를 통해 증발기(1)로 송출된다. 또한, 펌프(7)로서는, 임펠러를 로터로서 구비하는 원심 펌프나, 로터가 한 쌍의 기어로 이루어지는 기어 펌프 등을 사용할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 팽창기(3)로부터 배출되는 작동 매체에는 윤활유가 혼입되어 있고, 윤활유는 오일 분리기(5)에서 작동 매체로부터 분리되어 회수되지만, 오일 분리기(5)보다도 하류측의 응축기(6), 증발기(1) 및 과열기(2)에도, 약간의 윤활유가 혼입된 작동 매체가 공급된다. 이 중, 응축기(6) 및 증발기(1)의 내부에서는, 부분적이라고는 해도 액상의 작동 매체가 유통되므로, 윤활유가 작동 매체에 수반되기 쉬워, 응축기(6) 및 증발기(1)의 내부에는 윤활유가 저류되기 어렵다. 한편, 과열기(2)의 내부에서는, 증발한 가스상의 작동 매체가 유통되므로, 윤활유가 작동 매체에 수반되기 어렵다. 이로 인해, 과열기(2)의 내부에는, 응축기(6) 및 증발기(1)에 비해, 윤활유가 저류되기 쉽다고 말할 수 있다. 도 2에 나타내는 부호 P는, 과열기(2)의 상류부에 저류된 윤활유를 나타내고 있다. 이와 같이, 과열기(2) 내에 윤활유가 저류되면, 열교환의 전열 면적이 감소하고, 열교환량이 저하되므로, 과열기로부터 배출되는 작동 매체(과열 증기)의 온도, 압력의 저하를 초래하고, 나아가서는 발전 효율의 저하에 연결된다.
따라서, 당 실시 형태에서는, 과열기(2)의 상류부에 저류된 윤활유(도 2의 P)를 배출하기 위해, 바이패스 통로(25)가 설치되어 있다. 이 바이패스 통로(25)는, 팽창기(3)를 바이패스하고, 또한 과열기(2)와 오일 분리기(5)를 연결하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 증발기(1)와 과열기(2) 사이에 위치하는 순환 유로(9)의 제2 부위(9b)에 바이패스 통로(25)의 상류 단부가 접속되는 동시에, 팽창기(3)와 오일 분리기(5) 사이에 위치하는 순환 유로의 제4 부위(9d)에 바이패스 통로(25)의 하류 단부가 접속되어 있다. 이와 같이, 바이패스 통로(25)는, 순환 유로(9)의 제2 부위(9b) 및 제4 부위(9d)를 통해, 과열기(2)와 오일 분리기(5)를 연결하고 있다.
바이패스 통로(25)의 도중부에는, 개폐 가능한 바이패스 밸브(26)가 설치되어 있다. 이 바이패스 밸브(26)가 개방되면, 과열기(2)의 상류부에 저류된 윤활유(P)가 작동 매체와 함께 바이패스 통로(25)를 통해 오일 분리기(5)측에 유입되고, 과열기(2)로부터의 오일 배출이 도모된다.
도 3은 당 실시 형태의 발전 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다. 본 도면에 있어서, 제어 수단(30)은, ROM, RAM, CPU 등을 구비하고 있고, ROM에 기억된 프로그램을 실행함으로써 소정의 기능을 발휘하는 것이다. 제어 수단(30)은, 발전기(4), 펌프(7), 전환 밸브(13, 16, 19), 윤활유 펌프(21), 바이패스 밸브(26)와 전기적으로 접속되어 있고, 발전 장치의 운전 중, 이들 기기에 제어용의 신호를 출력한다. 이 제어 수단(30)이 행하는 각종 제어에는, 바이패스 밸브(26)를 개방함으로써 과열기(2) 내의 윤활유(P)를 배출하는 오일 배출 제어가 포함된다.
당 실시 형태에 있어서, 상기 오일 배출 제어는, 발전 장치의 기동 시, 즉 발전기(4)에 의한 발전이 개시될 때에 행해진다. 따라서, 이하에서는, 발전 장치의 기동 시에 행해지는 처리에 대해 상세하게 설명한다.
도 4는 발전 장치의 기동 시에 실행되는 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한, 이 흐름도에 나타내는 처리가 행해지기 전의 시점에서, 발전 장치는 정지하고 있는 것으로 한다.
도 4에 나타내는 처리는, 예를 들어, 발전 장치를 조작하는 오퍼레이터에 의해 기동을 위한 소정의 조작(도시하지 않은「기동 스위치」의 압박 등)이 행해졌을 때에 개시한다. 그러면, 제어 수단(30)은, 증발기(1)의 도입 유로(11)에 설치된 전환 밸브(13)와, 과열기(2)의 도입 유로(14)에 설치된 전환 밸브(16)를 각각 개방하는 처리를 실행함으로써, 도입 유로(11)를 통해 증발기(1)에 가열 매체를 공급하는 동시에, 도입 유로(14)를 통해 과열기(2)에 가열 매체를 공급한다(스텝 S1).
이어서, 제어 수단(30)은, 응축기(6)의 도입 유로(17)에 설치된 전환 밸브(19)를 개방하는 처리를 실행함으로써, 도입 유로(17)를 통해 응축기(6)에 냉각 매체를 공급한다(스텝 S2).
이어서, 제어 수단(30)은, 윤활유 펌프(21)를 구동하는 처리를 실행한다(스텝 S3). 이에 의해, 오일 분리기(5)에 저류되어 있는 윤활유가, 오일 유로(20)를 통해 팽창기(3)에 공급된다.
이어서, 제어 수단(30)은, 바이패스 밸브(26)를 개방하는 처리를 실행하는 동시에(스텝 S4), 펌프(7)를 구동하는 처리를 실행하여 작동 매체의 순환을 개시시킨다(스텝 S5). 이에 의해, 팽창기(3)의 스크류 로터가 회전 구동되는 동시에, 과열기(2)에 저류되어 있는 윤활유(P)(도 2)가 바이패스 통로(25)를 통해 오일 분리기(5)로 유도된다. 즉, 과열기(2)에 대한 오일 배출 제어가 개시된다.
구체적으로, 바이패스 밸브(26)가 개방되어 있는 상태에서 펌프(7)가 구동되면, 증발기(1) 및 과열기(2)를 통해 과열 상태로 된 가스상의 작동 매체(과열 증기)의 일부가 팽창기(3)에 유입되고, 나머지는 바이패스 통로(25)에 유입된다. 팽창기(3)에 유입된 일부의 작동 매체는, 팽창하여 상기 스크류 로터를 회전시킨 후, 유입 시보다도 낮은 온도 및 압력으로 팽창기(3)로부터 배출되고, 순환 유로(9)의 제4 부위(9d)를 통해 오일 분리기(5)로 도입된다. 한편, 바이패스 통로(25)에 유입된 나머지의 작동 매체는, 바이패스 통로(25)를 통해[팽창기(3)를 바이패스하여] 팽창기(3)의 하류측으로 배출되고, 순환 유로(9)의 제4 부위(9d)를 통해 오일 분리기(5)로 도입된다. 이때, 과열기(2)의 상류부에 저류되어 있었던 윤활유(P)는, 바이패스 통로(25)를 흐르는 작동 매체와 함께 과열기(2)로부터 배출되어 오일 분리기(5)로 도입된다.
이어서, 제어 수단(30)은, 내장하는 타이머의 카운트에 기초하여, 펌프(7)의 구동 개시로부터 소정 시간이 경과하였는지의 여부를 판정하고(스텝 S6), 여기서 예라고 판정되어 소정 시간의 경과가 확인된 시점에서, 바이패스 밸브(26)를 폐쇄하는 처리를 실행한다(스텝 S7). 이에 의해, 바이패스 통로(25)를 통한 작동 매체의 흐름이 차단되고, 상술한 오일 배출 제어가 종료된다. 이와 같이, 오일 배출 제어는, 미리 정해진 소정 시간에 걸쳐 계속된 후에 종료되도록 되어 있다. 또한, 여기에서의 소정 시간은, 과열기(2)에 저류되어 있었던 윤활유(P)를 충분히 배출시킬 수 있는 정도의 시간으로 설정된다.
이상과 같이 하여 오일 배출 제어가 종료되면, 그 후에는, 바이패스 밸브(26)를 폐쇄한 상태에서 펌프(7)의 구동을 계속하는 정상 운전으로 이행한다(스텝 S8). 이 정상 운전에서는, 증발기(1) 및 과열기(2)를 통해 생성된 과열 상태의 작동 매체가 모두 팽창기(3)에 도입됨으로써, 팽창기(3)의 스크류 로터가 고회전으로 회전하므로, 발전기(4)에 의해 충분한 양의 발전이 행해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 발전 장치의 기동 시[즉 발전기(4)에 의한 발전의 개시 시]에, 과열기(2)의 상류부에 저류된 윤활유(P)를 바이패스 통로(25)를 통해 오일 분리기(5)로 유도하는 오일 배출 제어가 실행되므로, 과열기(2) 내의 윤활유(P)를 배출하고 나서 실질적인 발전을 행할 수 있고, 발전 장치의 운전 중, 과열기(2)에 많은 윤활유가 저류되어 열교환량이 저하되는 것을 확실하게 회피할 수 있다. 이에 의해, 과열기(2)로부터 배출되어 팽창기(3)에 공급되는 작동 매체(과열 증기)의 온도, 압력이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 발전기(4)에 의한 발전 효율을 양호하게 유지할 수 있다.
특히, 상기 제1 실시 형태에서는, 가스상의 작동 매체[증발기(1)에서 증발한 작동 매체]가 유통하기 때문에 윤활유가 보다 저류되기 쉬운 과열기(2)에 대하여, 상기 오일 배출 제어를 실행하도록 하였으므로, 예를 들어 과열기(2)가 아니라 증발기(1)에 대하여 마찬가지의 오일 배출 제어를 적용한 경우와 달리, 보다 효율적으로 윤활유의 회수를 도모할 수 있고, 발전 효율의 저하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 도 4의 스텝 S1 내지 S4에 나타낸 바와 같이, 과열기(2)에 가열 매체 및 작동 매체를 공급한 후에[즉 전환 밸브(16)를 개방하여 펌프(7)를 구동한 후에], 바이패스 밸브(26)를 개방하여 오일 배출 제어를 실행하도록 하였으므로, 바이패스 밸브(26)를 개방하기 전에 바이패스 통로(25)의 상류 단부와 하류 단부 사이에 소정의 압력 차를 발생시킬 수 있고, 과열기(2)에 저류되어 있었던 윤활유(P)를 확실하게 바이패스 통로(25)에 흘릴 수 있다.
즉, 과열기(2)에 가열 매체 및 작동 매체가 공급되면, 과열기(2)의 내부 압력이 높아져, 팽창기(3)의 하류측[순환 유로(9)의 제4 부위(9d)]의 압력보다도 높은 값으로 되므로, 그 상태에서 바이패스 밸브(26)를 개방함으로써, 과열기(2)에 저류되어 있었던 윤활유(P)가 자연히 바이패스 통로(25)를 통해 하류측으로 유출되고, 확실하게 오일 분리기(5)측으로 도입된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 과열기(2)에 윤활유가 저류되기 쉬우므로 이 과열기(2)에 대해서만 오일 배출 제어를 실행하도록 하였지만, 증발기(1)에도 다소의 윤활유가 저류되는 것이 생각되므로, 이 증발기(1)에 저류된 윤활유를 배출하기 위한 오일 배출 제어를, 상기 과열기(2)에 대한 오일 배출 제어에 더하여 실행해도 된다. 이를 위해서는, 증발기(1)의 상류측에 위치하는 순환 유로(9)의 제1 부위(9a)와, 팽창기(3)의 하류측에 위치하는 순환 유로(9)의 제4 부위(9d)를 연결하는 바이패스 통로를 설치하는 동시에, 이 바이패스 통로를 개폐하는 바이패스 밸브를 설치하면 좋다. 이와 같이 하면, 증발기(1) 및 과열기(2)의 양쪽에 대하여 오일 배출 제어를 실행할 수 있으므로, 발전 효율의 저하를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
<제2 실시 형태>
상기 제1 실시 형태에서는, 발전 장치의 기동 시에 오일 배출 제어를 실행하도록 하였지만, 오일 배출 제어는, 발전 장치의 정지 시, 즉 발전기(4)에 의한 발전이 종료되는 시점에서 실행해도 된다. 따라서, 발전 장치의 정지 시에 오일 배출 제어를 실행하는 경우의 구체예를, 제2 실시 형태로서 설명한다. 또한, 이 제2 실시 형태에 있어서도, 발전 장치의 구성은, 상술한 제1 실시 형태에 나타낸 것(도 1 내지 도 3)과 동일하다.
도 5는 제2 실시 형태에 있어서, 발전 장치의 정지 시에 행해지는 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한, 이 흐름도에 나타내는 처리가 행해지기 전의 시점에서, 발전 장치는 정상 운전되고 있는 것으로 한다.
도 5에 나타내는 처리는, 예를 들어, 발전 장치를 조작하는 오퍼레이터에 의해 정지를 위한 소정의 조작(도시하지 않은「정지 스위치」의 압박 등)이 행해졌을 때에 개시한다. 그러면, 제어 수단(30)은, 바이패스 밸브(26)를 개방하는 처리를 실행한다(스텝 S10). 이에 의해, 과열기(2)의 상류부에 저류되어 있었던 윤활유(P)(도 2)를 바이패스 통로(25)를 통해 오일 분리기(5)로 유도하는 오일 배출 제어가 개시된다.
이어서, 제어 수단(30)은, 소정 시간이 경과하는 것을 기다린 후에(스텝 S11), 작동 매체를 윤활시키기 위한 펌프(7)를 정지시키는 처리를 실행한다(스텝 S12). 이에 의해, 작동 매체의 순환이 정지되므로, 팽창기(3)의 회전이 정지하고, 오일 배출 제어도 종료된다.
이어서, 제어 수단(30)은, 바이패스 밸브(26)를 폐쇄하는 동시에, 윤활유 펌프(21)를 정지시키는 처리를 실행한다(스텝 S13, S14). 또한, 전환 밸브(13, 16, 19)를 폐쇄하는 처리를 실행함으로써, 증발기(1) 및 과열기(2)에의 가열 매체의 공급을 정지시키는 동시에, 응축기(6)에의 냉각 매체의 공급을 정지시킨다(스텝 S15, S16). 이에 의해, 발전 장치의 운전이 완전히 정지된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 발전 장치의 정지 시[즉 발전기(4)에 의한 발전의 종료 시]에, 과열기(2)의 상류부에 저류되어 있었던 윤활유(P)를 바이패스 통로(25)를 통해 오일 분리기(5)로 유도하는 오일 배출 제어가 실행되므로, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 과열기(2)의 성능을 양호하게 유지하고, 발전 효율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 이 제2 실시 형태나 상술한 제1 실시 형태에 나타낸 바와 같이, 발전 장치의 기동 시 또는 정지 시에 오일 배출 제어를 실행하는 것이 아니라, 발전 장치의 운전 중, 소정의 조건이 성립한 시점에서 오일 배출 제어를 실행해도 된다. 다음으로, 그 일례를 제3 실시 형태로서 설명한다.
<제3 실시 형태>
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 발전 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 제3 실시 형태의 발전 장치는, 과열기(2)의 상류측[순환 유로(9)의 제2 부위(9b)]을 흐르는 작동 매체의 온도를 검출하는 검출 수단으로서의 온도 센서(SW1)와, 과열기(2)의 하류측[순환 유로(9)의 제3 부위(9c)]을 흐르는 작동 매체의 온도를 검출하는 검출 수단으로서의 온도 센서(SW2)를 구비하고 있다. 이들 온도 센서(SW1, SW2)를 구비하는 점 이외는, 상술한 제1 실시 형태에 나타낸 발전 장치의 구성과 동일하다.
도 7은 제3 실시 형태의 발전 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다. 이 제3 실시 형태에서도, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 발전기(4), 펌프(7), 전환 밸브(13, 16, 19), 윤활유 펌프(21), 및 바이패스 밸브(26)를 제어하는 제어 수단(30)이 구비되어 있다. 제어 수단(30)은, 상술한 온도 센서(SW1, SW2)와 전기적으로 접속되어 있고, 각 온도 센서(SW1, SW2)에서 검출된 정보가 제어 수단(30)에 순차적으로 입력되도록 되어 있다.
제어 수단(30)은, 발전 장치의 운전 중, 온도 센서(SW1, SW2)에 의해 검출된 온도에 기초하여 과열기(2) 내의 열교환량을 추정하고, 이 열교환량이 소정의 임계값을 하회한 시점에서 바이패스 밸브(26)를 개방하여, 과열기(2)에 대한 오일 배출 제어를 실행한다.
구체적으로, 과열기(2) 내의 열교환량 Q는, 다음 수학식 1에 의해 연산된다.
여기서,
F:순환 유로(9)를 순환하는 작동 매체의 유량
T2:과열기(2)의 하류측의 작동 매체의 온도[온도 센서(SW2)의 검출값]
T1:과열기(2)의 상류측의 작동 매체의 온도[온도 센서(SW1)의 검출값]이다.
제어 수단(30)은, 온도 센서(SW1, SW2)로부터 입력되는 온도의 검출값에 기초하여, 상기 수학식 1을 사용한 연산을 행하고, 과열기(2) 내에서의 열교환량 Q를 추정하는 처리를 순차적으로 실행한다. 그리고 이 열교환량 Q가, 미리 정해진 임계값(예를 들어, 베스트 컨디션에서 얻어지는 열교환량으로부터 소정의 비율만큼 감산한 것)을 하회한 시점에서, 바이패스 통로(25)에 설치된 바이패스 밸브(26)를 개방함으로써, 과열기(2)의 상류부에 저류된 윤활유(P)(도 2)를 오일 분리기(5)로 유도하는 오일 배출 제어를 실행한다. 또한, 상기 수학식 1에 있어서의 작동 매체의 유량 F는, 작동 매체를 순환시키기 위한 펌프(7)의 회전수로부터 추정하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에서는, 과열기(2)의 전후에 있어서의 작동 매체의 온도에 기초하여 과열기(2) 내에서의 열교환량이 추정되므로, 그 열교환량의 저하의 정도로부터 과열기(2)에 윤활유가 저류되어 있는 것을 고정밀도로 검지할 수 있는 동시에, 열교환량이 저하된 시점에서 바이패스 밸브(26)를 개방함으로써, 낭비가 없는 타이밍에서 효율적으로 오일 배출 제어를 실행할 수 있다.
또한, 상기 제3 실시 형태에서는, 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 과열기(2)의 상류측을 흐르는 작동 매체의 온도 T1과, 과열기(2)의 하류측을 흐르는 작동 매체의 온도 T2에 기초하여, 과열기(2) 내에서의 열교환량 Q를 추정하였지만, 열교환량 Q를 추정하는 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 과열기(2)에 가열 매체를 공급하기 위한 도입 유로(14)를 흐르는 가열 매체의 온도와, 과열기(2)로부터 가열 매체를 배출하기 위한 배출 유로(15)를 흐르는 가열 매체의 온도에 기초하여, 열교환량 Q를 추정하는 것도 가능하다. 구체적으로, 전자의 온도[과열기(2)를 통과하기 전의 가열 매체의 온도]를 T1', 후자의 온도[과열기(2)를 통과한 후의 가열 매체의 온도]를 T2', 가열 매체의 유량을 F'로 하면, 열교환량 Q는, F'×(T1'-T2')로서 연산할 수 있다.
<제4 실시 형태>
도 8은 제4 실시 형태에 관한 발전 장치를 도시하는 도면이다. 발전 장치에서는, 오일 분리기(5)가 팽창기(3)와 과열기(2) 사이에 배치된다. 바이패스 통로(25')는, 과열기(2)의 상류부와 오일 분리기(5)의 상류부를 연결하고 있고, 이 바이패스 통로(25')의 도중부에 바이패스 밸브(26')가 설치되어 있다. 다른 구조는, 제1 실시 형태에 관한 발전 장치와 마찬가지이다. 발전 장치의 기동 시에 실행되는 처리도, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 발전 장치의 기동 시에는, 바이패스 밸브(26')가 개방되어 있는 상태에서 펌프(7)가 구동된다. 이에 의해, 증발기(1)로부터 작동 매체의 일부가 과열기(2)에 유입되고, 나머지는 바이패스 통로(25')를 통해 오일 분리기(5)에 유입된다. 이때, 과열기(2)의 상류부에 저류되어 있었던 윤활유(P)는, 바이패스 통로(25')를 흐르는 작동 매체와 함께 오일 분리기(5)로 도입된다.
제4 실시 형태에 있어서도, 과열기(2)에 많은 윤활유가 저류되어 열교환량이 저하되는 것을 확실하게 회피할 수 있다. 또한, 제4 실시 형태에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 발전 장치의 정지 시에 오일 배출 제어가 행해져도 되고, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 발전 장치의 운전 중에 오일 배출 제어가 행해져도 된다.
<그 밖의 실시 형태>
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 제1 내지 제4 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 과열기(2)에 저류되어 있는 윤활유를 배출하는 오일 배출 제어를, 발전 장치의 운전 중에, 미리 정해진 일정한 시간마다 실행하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 시간을 계측하는 것만의 간단한 처리에 의해, 오일 배출 제어를 실행하는 타이밍을 결정할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 과열기(2)의 상류측에 위치하는 순환 유로(9)의 제2 부위(9b)에 바이패스 통로(25)의 상류 단부를 접속하고, 또한 팽창기(3)의 하류측에 위치하는 순환 유로의 제4 부위(9d)에 바이패스 통로(25)의 하류 단부를 접속함으로써, 바이패스 통로(25)를 통해[보다 정확하게는 순환 유로(9)의 제2, 제4 부위(9b, 9d)와 바이패스 통로(25)를 통해] 과열기(2)와 오일 분리기(5)를 연결하도록 하였지만, 과열기(2)와 오일 분리기(5)를 직접 연결하도록 바이패스 통로(25)를 설치해도 된다.
이것은, 제4 실시 형태에서도 마찬가지이다. 즉, 과열기(2)와 오일 분리기(5)를 직접 연결하도록 바이패스 통로(25)를 설치해도 된다.
또한, 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 과열기(2)에 대한 가열 매체의 공급의 유무를 전환 밸브(16)의 개폐에 의해 전환하도록 하였지만, 예를 들어, 과열기(2)에 가열 매체를 공급하기 위한 도입 유로(14)의 도중에, 가열 매체를 압송하기 위한 펌프가 설치되어 있는 경우에는, 이 펌프의 구동/정지에 의해 가열 매체의 공급의 유무를 전환하도록 해도 된다. 이것은, 증발기(1)에 대한 가열 매체의 공급의 유무, 또는 응축기(6)에 대한 냉각 매체의 공급의 유무를 전환하는 경우라도, 마찬가지이다.
Claims (9)
- 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 작동 매체 중 적어도 일부를 증발시키는 증발기와,
상기 증발기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 과열 상태로 하는 과열기와,
상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 회전 구동되는 로터를 포함하는 팽창기와,
상기 팽창기로부터 동력을 얻어 발전하는 발전기와,
상기 팽창기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 냉각 매체에 의해 응축시키는 응축기와,
상기 응축기로부터 배출된 작동 매체를 상기 증발기로 송출하는 펌프와,
상기 팽창기와 상기 응축기 사이, 또는, 상기 팽창기와 상기 과열기 사이에 배치되고, 작동 매체에 혼입되어 있는 윤활유를 작동 매체로부터 분리하는 오일 분리기와,
상기 과열기와 상기 오일 분리기를 연결하는 바이패스 통로와,
상기 바이패스 통로를 개폐하는 바이패스 밸브와,
상기 바이패스 밸브의 개폐를 제어함으로써, 상기 과열기의 상류부에 저류된 윤활유를 상기 오일 분리기로 유도하는 오일 배출 제어를 실행하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 발전 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시 및 종료 시 중 적어도 한쪽에서 상기 오일 배출 제어를 실행 가능하게 구성되어 있는, 발전 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시에 실행되는 상기 오일 배출 제어에 있어서, 상기 과열기에 가열 매체 및 작동 매체가 공급된 후에 상기 바이패스 밸브를 개방하는, 발전 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 과열기를 통과하기 전후에 있어서의 상기 가열 매체 또는 작동 매체의 온도를 검출하는 검출 수단을 구비하고,
상기 제어 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 온도에 기초하여 상기 과열기 내의 열교환량을 추정하고, 당해 열교환량이 소정의 임계값을 하회한 시점에서, 상기 오일 배출 제어를 실행하는, 발전 장치. - 발전 장치의 제어 방법이며,
상기 발전 장치는, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 작동 매체 중 적어도 일부를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 가열 매체에 의해 과열 상태로 하는 과열기와, 상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 회전 구동되는 로터를 포함하는 팽창기와, 상기 팽창기로부터 동력을 얻어 발전하는 발전기와, 상기 팽창기로부터 배출된 작동 매체를, 외부로부터 공급되는 냉각 매체에 의해 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 배출된 작동 매체를 상기 증발기로 송출하는 펌프와, 상기 팽창기와 상기 응축기 사이, 또는, 상기 팽창기와 상기 과열기 사이에 배치되고, 작동 매체에 혼입되어 있는 윤활유를 작동 매체로부터 분리하는 오일 분리기와, 상기 과열기와 상기 오일 분리기를 연결하는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 개폐하는 바이패스 밸브를 구비하고,
상기 제어 방법은, 상기 바이패스 밸브를 개방함으로써, 상기 과열기의 상류부에 저류된 윤활유를 상기 바이패스 통로를 통해 상기 오일 분리기로 유도하는 오일 배출 공정을 포함하는, 발전 장치의 제어 방법. - 제5항에 있어서, 상기 오일 배출 공정은, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시 및 종료 시 중 적어도 한쪽에서 실행되는, 발전 장치의 제어 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 발전기에 의한 발전의 개시 시에 오일 배출 공정을 실행할 때에는, 상기 과열기에 가열 매체 및 작동 매체가 공급된 후에 상기 바이패스 밸브를 개방하는, 발전 장치의 제어 방법.
- 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 과열기를 통과하기 전후에 있어서의 상기 가열 매체 또는 작동 매체의 온도를 검출하는 검출 공정을 포함하고,
상기 오일 배출 공정은, 상기 검출 공정에서 검출된 온도에 기초하여 추정되는 상기 과열기 내의 열교환량이 소정의 임계값을 하회한 시점에서 실행되는, 발전 장치의 제어 방법. - 제5항에 있어서, 상기 오일 배출 공정은, 상기 발전기의 운전 중, 미리 정해진 일정한 시간마다 실행되는, 발전 장치의 제어 방법.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006283675A (ja) | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ebara Corp | 発電装置及び潤滑油回収方法 |
JP2009138584A (ja) | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | 密閉型圧縮機 |
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KR20110079447A (ko) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | 한국에너지기술연구원 | Orc시스템 유량계 제어방법 |
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---|---|---|---|---|
CH373060A (de) * | 1959-10-30 | 1963-11-15 | Sulzer Ag | Verfahren und Einrichtung zur Entsalzung eines Durchlaufdampferzeugers einer mit kritischem oder überkritischem Druck betriebenen Dampfkraftanlage |
JPS57304A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-05 | Hitachi Ltd | Motive power generation engine |
JPH057304A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Canon Inc | カラー画像色分離装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006283675A (ja) | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ebara Corp | 発電装置及び潤滑油回収方法 |
JP2009138584A (ja) | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | 密閉型圧縮機 |
WO2010019990A1 (en) | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Renewable Energy Systems Limited | Solar energy collection system and power generation system including a solar energy collection system |
KR20110079447A (ko) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | 한국에너지기술연구원 | Orc시스템 유량계 제어방법 |
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