KR20140029261A - Power generation apparatus and control method thereof - Google Patents

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KR20140029261A
KR20140029261A KR1020130102290A KR20130102290A KR20140029261A KR 20140029261 A KR20140029261 A KR 20140029261A KR 1020130102290 A KR1020130102290 A KR 1020130102290A KR 20130102290 A KR20130102290 A KR 20130102290A KR 20140029261 A KR20140029261 A KR 20140029261A
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마사요시 마츠무라
유타카 나루카와
가즈오 다카하시
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

The present invention relates to a power generation device comprising an evaporator (11), a superheater (12), an inflator (13) connected to the power generator, a condenser (14), a working fluid pump (15), pump control means (51) for controlling the number of the rotation of the working fluid pump for the superheat degree of the superheater at an exit side to be a particular target value, an evaporation status detecting means (52) for detecting whether the temperature of the working fluid at the exit side of the evaporator is less than a saturation temperature, a superheat degree correcting means (53) for increasing the particular target value of the superheat degree at the exit side of the superheater when the evaporation status detecting means detects that the temperature of the working fluid at the exit side of the evaporator is less than the saturation temperature. With such composition, the injection of the working fluid including droplet at the inflator is prevented even when the working fluid including the droplet is leaking from the evaporator, in case of controlling the superheat degree of the superheater to the particular target value.

Description

발전 장치 및 발전 장치의 제어 방법 {POWER GENERATION APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power generation apparatus,

본 발명은, 발전 장치 및 발전 장치의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation device and a control method of the power generation device.

종래, 일본·특허 출원 공개 제2008-309046호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 증기 발생기와, 터빈 발전기로 이루어지는 팽창기와, 응축기와, 펌프를 구비하고, 증기 발생기에서 얻어진 작동 매체(증기)로 팽창기를 구동함으로써 발전을 행하는 발전 장치가 알려져 있다. 그리고 이 발전 장치에서는, 증기 발생기의 출구측에서의 작동 매체의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 작동 매체의 순환 유량을 제어하는 과열도 제어 수단이 설치되어 있다. 이 특허 공보의 단락 0019에는, 과열도가 소정의 목표값으로 유지되므로, 과열기나 액적 분리기를 구비하지 않아도, 팽창기에 액적이 유입되는 일이 없다고 기재되어 있다.As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-309046, a steam generator is provided with an expander composed of a steam generator, a condenser, and a pump. The steam is supplied to the expander To generate electric power is known. In this power generation device, there is provided superheat degree control means for controlling the circulation flow rate of the working medium so that the superheat degree of the working medium at the outlet side of the steam generator becomes a predetermined target value. In paragraph 0019 of this patent publication, it is described that since the superheat degree is maintained at the predetermined target value, the droplet does not flow into the inflator even if the superheater or the droplet separator is not provided.

상기한 구성에 있어서, 증기 발생기를 증발기 및 과열기로 이루어지는 구성으로 한 경우에는, 과열도를 소정의 목표값으로 제어하였다고 해도, 실제로는, 액적이 팽창기에 유입되는 경우가 있다고 하는 문제가 있다. 즉, 증기 발생기를 증발기 및 과열기로 이루어지는 구성으로 하고, 과열기의 출구측에 있어서 작동 매체가 소정의 과열도를 갖는 과열 상태로 되도록 제어하였다고 해도, 증발기의 출구측에 있어서 작동 매체가 포화 상태에 도달하고 있지 않은 경우, 즉 증발기로부터 액적을 포함한 상태의 작동 매체가 유출되는 경우에는, 액적이 그대로 과열기를 통과해 버리는 경우가 있다고 하는 문제가 있다. 이 문제는, 증발기에 있어서 작동 매체를 가열하는 가열 매체의 온도의 변동이 클 때, 혹은 온도가 낮은 가열 매체가 사용될 때에 현저해진다.In the above configuration, when the steam generator is constituted by an evaporator and a superheater, there is a problem that even if the superheat degree is controlled to a predetermined target value, a liquid droplet actually flows into the expander. That is, even if the steam generator is constituted by an evaporator and a superheater and the operation medium is controlled to be in a superheated state with a predetermined degree of superheat at the outlet side of the superheater, the operation medium reaches the saturated state at the outlet side of the evaporator There is a problem that the droplet may pass through the superheater directly when the working medium containing the droplet flows out from the evaporator. This problem becomes conspicuous when the temperature of the heating medium for heating the working medium in the evaporator fluctuates greatly or when a low temperature heating medium is used.

따라서 본 발명은, 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 과열기에서의 과열도를 소정의 목표값으로 제어하는 경우에 있어서 증발기로부터 액적을 포함한 상태의 작동 매체가 유출되는 경우가 있었다고 해도, 팽창기에 액적을 포함한 작동 매체가 유입되는 것을 방지하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned prior arts, and it is an object of the present invention to provide a method of controlling a superheater in a superheater, The operation medium including the droplet is prevented from flowing into the inflator.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 가열 매체에 의해 작동 매체를 가열하여 당해 작동 매체의 적어도 일부를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 적어도 일부가 증발한 작동 매체를, 가열 매체에 의해 가열하여 과열 상태로 하는 과열기와, 발전기가 연결되고, 상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체를 팽창시킴으로써 상기 발전기를 구동하는 팽창기와, 상기 팽창기에서 팽창한 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축한 작동 매체를 상기 증발기를 향해 송출하는 매체 펌프와, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도를 검출하는 과열도 검출 수단과, 상기 과열도 검출 수단에 의해 검출되는 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 상기 매체 펌프의 회전수를 제어하는 펌프 제어 수단과, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인지의 여부를 검출하는 증발 상태 검출 수단과, 상기 증발 상태 검출 수단에 의해 증발기 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도의 상기 소정의 목표값을 올리는 과열도 보정 수단을 구비하고 있는 발전 장치이다.According to an aspect of the present invention, there is provided an evaporation apparatus comprising: an evaporator for heating a working medium by a heating medium to evaporate at least a part of the working medium; A condenser for condensing the working medium expanded in the inflator; a condenser for condensing the working medium expanded in the condenser; and a control unit for controlling the operation of the condenser, A superheat degree detecting means for detecting an superheat degree at an outlet side of the superheater; a superheat degree detecting means for detecting an superheat degree of the superheat degree detected by the superheat degree detecting means to a predetermined target value; A pump control means for controlling the number of revolutions of the pump; An evaporation state detecting means for detecting whether or not the temperature of the evaporator is lower than a saturation temperature; and an evaporating state detecting means for detecting whether or not the temperature of the working medium at the evaporator outlet side is lower than the saturation temperature, And a superheating degree correcting means for increasing the target value.

본 발명에서는, 매체 펌프는, 펌프 제어 수단에 의해 과열기의 출구측에서의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 회전수 제어된다. 그리고 증발기 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 과열도 보정 수단은, 과열기의 출구측에서의 과열도의 목표값을 올린다. 이로 인해, 펌프 제어 수단은, 과열기에서의 작동 매체의 가열을 촉진시키기 위해, 펌프의 회전수를 내리는 제어를 행한다. 이에 의해, 작동 매체의 순환량이 저감되어, 과열기의 출구측에서의 과열도를 올릴 수 있다. 따라서 증발기 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만으로 되어 있어 액적이 존재하는 경우이어도, 과열기에서의 가열을 촉진하도록 제어를 행함으로써, 과열기에 유입된 작동 매체에 포함되는 액적이 증발하는 일 없이 과열기를 통과해 버리는 것을 방지할 수 있다. 즉, 증발기에 도입되는 가열 매체의 온도가 그다지 높지 않아 작동 매체가 전부 다 증발하지 않는 경우이어도, 팽창기에 액적을 포함한 작동 매체가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 가열 매체의 온도가 다른 경우나 가열 매체의 온도가 크게 변동하는 경우에도 대응 가능해진다.In the present invention, the medium pump is controlled by the pump control means so that the superheat degree at the outlet side of the superheater becomes the predetermined target value. When it is detected that the temperature of the working medium at the evaporator outlet side is lower than the saturation temperature, the superheating degree correcting means raises the target value of superheat degree at the outlet side of the superheater. Thus, the pump control means performs control to reduce the number of revolutions of the pump in order to promote heating of the working medium in the superheater. Thereby, the amount of circulation of the working medium is reduced, and the degree of superheat at the outlet side of the superheater can be increased. Therefore, even if the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature and control is performed so as to promote the heating in the superheater, even if the droplet is present, the droplet contained in the working medium flowing into the superheater does not evaporate, It is possible to prevent the light from passing through the light emitting diode. That is, even if the temperature of the heating medium introduced into the evaporator is not so high and the working medium does not completely evaporate, it is possible to prevent the working medium including the droplet from flowing into the inflator. This makes it possible to cope with a case where the temperature of the heating medium is different or a case where the temperature of the heating medium fluctuates greatly.

여기서, 상기 과열기에 유입되는 가열 매체의 온도 또는 유량을 검출하는 가열 매체 상태 검출 수단을 더 구비하고, 상기 과열도 보정 수단은, 상기 가열 매체 상태 검출 수단에 의해 검출된 가열 매체의 온도 또는 유량이 저하됨에 따라서, 상기 과열도의 목표값의 변경량을 크게 하는 것이 바람직하다.The superheating degree correcting means may further include a superheating degree correcting means for correcting the superheating degree of the superheating steam supplied to the superheater, It is preferable to increase the amount of change of the target value of the superheat degree.

과열기에 유입되는 가열 매체의 온도가 낮을수록, 혹은 가열 매체의 유량이 적을수록, 과열기에 있어서 작동 매체의 가열량이 작아진다. 따라서 이 형태에서는, 과열기에 유입되는 가열 매체의 온도가 낮은 경우, 또는 가열 매체의 유량이 적은 경우에, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 함으로써, 과열기에 있어서 작동 매체 중의 액적을 확실하게 증발시킬 수 있다.The lower the temperature of the heating medium flowing into the superheater or the smaller the flow rate of the heating medium, the smaller the heating amount of the working medium in the superheater. Therefore, in this embodiment, when the temperature of the heating medium flowing into the superheater is low, or when the flow rate of the heating medium is small, the amount of change in the target value of the superheating degree is increased, .

상기 과열도 보정 수단은, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태로부터 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면, 상기 과열도의 목표값을 내리는 것이 바람직하다.It is preferable that the superheating degree correcting means lower the target value of the superheat degree when it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature.

이 형태에서는, 팽창기에 액적을 포함한 작동 매체가 유입되는 것을 방지하면서, 작동 매체의 순환량을 증대시킬 수 있다.In this configuration, the amount of circulation of the working medium can be increased while preventing the inflow of the working medium including the droplet into the inflator.

상기 발전 장치는, 상기 증발기와 상기 과열기 사이의 작동 매체 통로를 흐르는 작동 매체의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 증발기와 상기 과열기 사이의 작동 매체 통로를 흐르는 작동 매체의 압력을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하고, 상기 증발 상태 검출 수단은, 상기 온도 검출 수단의 검출값 및 상기 압력 검출 수단의 검출값에 기초하여, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것을 검출하는 것이 바람직하다.The power generation apparatus further includes a temperature detection means for detecting a temperature of a working medium flowing through a working medium passage between the evaporator and the superheater, a pressure detection means for detecting a pressure of a working medium flowing through the working medium passage between the evaporator and the superheater, And the evaporation state detecting means detects that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature based on the detected value of the temperature detecting means and the detected value of the pressure detecting means .

이 형태에서는, 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만에 있을 때에, 그것을 확실하게 검출할 수 있다.In this configuration, when the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is below the saturation temperature, it can be reliably detected.

또한, 본 발명은, 가열 매체에 의해 작동 매체를 가열하여 당해 작동 매체의 적어도 일부를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 적어도 일부가 증발한 작동 매체를, 가열 매체에 의해 가열하여 과열 상태로 하는 과열기와, 발전기가 연결되고, 상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체를 팽창시킴으로써 상기 발전기를 구동하는 팽창기와, 상기 팽창기에서 팽창한 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축한 작동 매체를 상기 증발기를 향해 송출하는 매체 펌프를 구비하고, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 상기 매체 펌프의 회전수가 제어되는 발전 장치의 제어 방법이며, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인지의 여부를 검출하는 검출 스텝과, 상기 검출 스텝에 있어서, 증발기 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도의 상기 소정의 목표값을 올리는 과열도 보정 스텝이 포함되어 있는 발전 장치의 제어 방법이다.According to another aspect of the present invention, there is provided an evaporation apparatus comprising: an evaporator for heating a working medium with a heating medium to evaporate at least a part of the working medium; A condenser for condensing the working medium expanded in the inflator, and a condenser for condensing the working medium condensed in the condenser to the evaporator, wherein the evaporator and the generator are connected to each other, And the number of revolutions of the medium pump is controlled so that the superheat degree at the outlet side of the superheater becomes a predetermined target value, wherein the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is saturated A detecting step of detecting whether or not the temperature is lower than a predetermined temperature, , When detecting that the temperature of the evaporator outlet side is less than the saturation temperature of the working medium, a control method for a power generation device that also includes a correction step overheating raising the predetermined target value of the output side of overheating the superheater FIG.

상기 과열도 보정 스텝에서는, 상기 과열기에 유입되는 가열 매체의 온도 또는 유량이 저하됨에 따라서, 상기 과열도의 목표값의 변경량을 크게 하는 것이 바람직하다.In the superheating degree correcting step, it is preferable that the change amount of the target value of the superheat degree is increased as the temperature or the flow rate of the heating medium flowing into the superheater decreases.

상기 발전 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태로부터 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면, 상기 과열도의 목표값을 내리는 것이 바람직하다.In the control method of the power generation apparatus, when it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature, the target value of the superheat degree is preferably lowered.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 과열기에서의 과열도를 소정의 목표값으로 제어하는 경우에 있어서 증발기로부터 액적을 포함한 상태의 작동 매체가 유출되는 경우가 있었다고 해도, 팽창기에 액적을 포함한 작동 매체가 유입되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, even when there is a case where the working medium containing droplets is discharged from the evaporator in the case of controlling the degree of superheat in the superheater to a predetermined target value, Can be prevented from flowing.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 발전 장치의 구성의 개략을 도시하는 도면.
도 2는 상기 발전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 과열도 보정 스텝을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 그 외의 실시 형태의 발전 장치의 구성의 개략을 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a configuration of a power generating apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a flowchart for explaining a control method of the power generation device.
3 is a flowchart for explaining an overheating degree correcting step.
4 is a view schematically showing a configuration of a power generating apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 형태의 발전 장치 및 그 제어 방법에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.A power generating apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

도 1은 본 실시 형태의 발전 장치의 구성을 도시하고 있다. 구체적으로는, 이 발전 장치는, 작동 매체가 순환하는 순환 유로(10)와, 발전기(20)와, 각종 제어를 행하는 제어부(50)를 구비하고 있다. 또한, 순환 유로(10) 내는, 물보다도 비점이 낮은 작동 매체(예를 들어, HFC245fa)가 순환한다.Fig. 1 shows a configuration of a power generation apparatus of the present embodiment. Specifically, the power generation apparatus is provided with a circulation flow passage 10 through which the working medium circulates, a generator 20, and a control section 50 that performs various controls. Further, a working medium (for example, HFC245fa) having a boiling point lower than that of water circulates in the circulating flow path 10.

순환 유로(10)는, 작동 매체의 적어도 일부를 증발시키는 증발기(11)와, 증발기(11)로부터 유출된 작동 매체를 과열 상태로 하는 과열기(12)와, 과열 상태에 있는 작동 매체를 팽창시키는 팽창기(13)와, 팽창기(13)에서 팽창한 작동 매체를 응축시키는 응축기(14)와, 응축기(14)에서 응축된 작동 매체를 증발기(11)로 보내는 작동 매체 펌프(15)가 직렬로 접속된 폐쇄 회로이다.The circulation flow path 10 includes an evaporator 11 for evaporating at least a part of the working medium, a superheater 12 for superheating the working medium flowing out from the evaporator 11, A condenser 14 for condensing the working medium expanded in the expander 13 and a working medium pump 15 for sending the working medium condensed in the condenser 14 to the evaporator 11 are connected in series Lt; / RTI >

증발기(11)는, 액상의 작동 매체의 적어도 일부를 증발시키는 것이다. 증발기(11)는, 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(11a)와, 가열 매체가 흐르는 가열 매체 유로(11b)를 갖고 있다. 가열 매체 유로(11b)는 가열 매체 회로(16)에 접속되어 있어, 이 가열 매체 유로(11b)에는, 외부의 열원으로부터 공급된 가열 매체가 흐른다. 작동 매체 유로(11a)를 흐르는 작동 매체는, 가열 매체 유로(11b)를 흐르는 가열 매체와 열교환하여, 적어도 일부가 증발한다.The evaporator 11 evaporates at least a part of the liquid working medium. The evaporator 11 has a working medium flow path 11a through which the working medium flows and a heating medium flow path 11b through which the heating medium flows. The heating medium flow path 11b is connected to the heating medium circuit 16, and the heating medium supplied from an external heat source flows to the heating medium flow path 11b. The working medium flowing through the working medium flow path 11a undergoes heat exchange with the heating medium flowing through the heating medium flow path 11b, at least a part of which evaporates.

과열기(12)는, 증발기(11)에서 증발한 작동 매체를 가열하여 과열 증기로 하는 것이다. 과열기(12)는, 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(12a)와, 가열 매체가 흐르는 가열 매체 유로(12b)를 갖고 있다. 가열 매체 유로(12b)도 증발기(11)의 가열 매체 유로(11b)와 마찬가지로 상기 가열 매체 회로(16)에 접속되어 있다. 즉, 과열기(12)의 가열 매체 유로(12b)는, 가열 매체 회로(16)에 있어서, 증발기(11)의 가열 매체 유로(11b)의 접속부보다도 상류측에 접속되어 있다. 따라서 과열기(12)의 가열 매체 유로(12b)에는, 외부의 열원으로부터 공급된 고온의 가열 매체가 흐르고, 증발기(11)의 가열 매체 유로(11b)에는, 과열기(12)에 있어서 작동 매체를 가열하는 데에 사용된 가열 매체가 흐른다. 과열기(12)의 작동 매체 유로(12a)를 흐르는 작동 매체는, 가열 매체 유로(12b)를 흐르는 가열 매체와 열교환하여, 과열 상태로 된다.The superheater (12) heats the working medium evaporated in the evaporator (11) to superheat steam. The superheater 12 has a working medium flow path 12a through which the working medium flows and a heating medium flow path 12b through which the heating medium flows. The heating medium flow path 12b is also connected to the heating medium circuit 16 like the heating medium flow path 11b of the evaporator 11. [ That is, the heating medium flow path 12b of the superheater 12 is connected to the heating medium circuit 16 on the upstream side of the connecting portion of the heating medium flow path 11b of the evaporator 11. The high temperature heating medium supplied from the external heat source flows to the heating medium flow path 12b of the superheater 12 and the heating medium flow path 11b of the evaporator 11 heats the working medium in the superheater 12 The heating medium used for the heating operation flows. The working medium flowing through the working medium flow path 12a of the superheater 12 undergoes heat exchange with the heating medium flowing through the heating medium flow path 12b to be in an overheated state.

가열 매체 회로(16)를 흐르는 가열 매체로서는, 예를 들어 갱정(증기정)으로부터 채취된 증기나, 공장 등으로부터 배출된 증기 외에, 태양열을 열원으로 하는 집열기에 의해 생성된 증기나, 엔진, 압축기 등의 배열로부터 생성된 증기나 온수, 바이오매스나 화석 연료를 열원으로 하는 보일러로부터 생성된 증기, 온수 등을 들 수 있다.Examples of the heating medium flowing through the heating medium circuit 16 include steam generated from a borehole (steam column), steam generated by a collector using a solar heat as a heat source, steam generated from an engine, a compressor Steam, hot water generated from an array such as steam, biomass, steam generated from a boiler using a fossil fuel as a heat source, hot water, and the like.

팽창기(13)는, 순환 유로(10)에 있어서의 증발기(11)의 하류측에 설치되어 있고, 증발기(11)에서 증발한 작동 매체를 팽창시킴으로써 당해 작동 매체로부터 운동 에너지를 취출한다. 본 실시 형태에서는, 팽창기(13)로서 스크류 팽창기가 사용되고 있다. 스크류 팽창기에서는, 팽창기의 케이싱 내에 형성된 로터실(도시하지 않음)에 암수 한 쌍의 스크류 로터(도시하지 않음)가 수용되어 있다. 이 스크류 팽창기에서는, 상기 케이싱에 형성된 흡기구로부터 상기 로터실에 공급된 작동 매체의 팽창력에 의해 상기 스크류 로터가 회전한다. 그리고 상기 로터실 내에서 팽창함으로써 압력이 저하된 작동 매체는, 상기 케이싱에 형성된 배출구로부터 배출된다.The inflator 13 is provided on the downstream side of the evaporator 11 in the circulation flow path 10 and expands the working medium evaporated in the evaporator 11 to extract kinetic energy from the working medium. In the present embodiment, a screw inflator is used as the inflator 13. In the screw expander, a pair of male and female screw rotors (not shown) are accommodated in a rotor chamber (not shown) formed in the casing of the inflator. In this screw expander, the screw rotor is rotated by an expansion force of a working medium supplied from the inlet port formed in the casing to the rotor chamber. The working medium whose pressure is reduced by expansion in the rotor chamber is discharged from a discharge port formed in the casing.

응축기(14)는, 팽창기(13)로부터 배출된 가스상의 작동 매체를 응축시켜 액상의 작동 매체로 하는 것이다. 응축기(14)는, 가스상의 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(14a)와, 외부로부터 공급되는 냉각 매체가 흐르는 유로(17)와 접속됨으로써 그 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 유로(14b)를 갖고 있다. 작동 매체 유로(14a)를 흐르는 작동 매체는, 냉각 매체 유로(14b)를 흐르는 냉각 매체와 열교환함으로써 응축한다. 유로(17)를 흐르는 냉각 매체로서는, 예를 들어 쿨링 타워에서 냉각된 냉각수를 들 수 있다.The condenser 14 condenses the gaseous working medium discharged from the inflator 13 into a liquid working medium. The condenser 14 has a working medium flow path 14a through which a gaseous working medium flows and a cooling medium flow path 14b through which the cooling medium flows by being connected to a flow path 17 through which a cooling medium supplied from the outside flows. The working medium flowing through the working medium flow path 14a condenses by heat exchange with the cooling medium flowing through the cooling medium flow path 14b. The cooling medium flowing through the flow path 17 is, for example, cooling water cooled by a cooling tower.

작동 매체 펌프(15)는, 순환 유로(10)에 있어서의 응축기(14)의 하류측[증발기(11)와 응축기(14) 사이]에 설치되어 있고, 순환 유로(10) 내에서 작동 매체를 순환시키기 위한 것이다. 이 작동 매체 펌프(15)는, 응축기(14)에서 응축된 액상의 작동 매체를 소정의 압력까지 가압하여 증발기(11)에 송출한다. 작동 매체 펌프(15)로서, 임펠러를 로터로서 구비하는 원심 펌프나, 로터가 한 쌍의 기어로 이루어지는 기어 펌프 등이 사용된다. 이 작동 매체 펌프(15)는, 임의의 회전수로 구동되는 것이 가능하다.The working medium pump 15 is provided on the downstream side of the condenser 14 (between the evaporator 11 and the condenser 14) in the circulating flow path 10 and is provided with a working medium To circulate. The working medium pump 15 pressurizes the liquid working medium condensed in the condenser 14 to a predetermined pressure and sends it to the evaporator 11. [ As the working medium pump 15, a centrifugal pump having an impeller as a rotor or a gear pump comprising a pair of gears with a rotor is used. This working medium pump 15 can be driven at an arbitrary number of revolutions.

발전기(20)는, 팽창기(13)에 접속되어 있고, 팽창기(13) 내에서 작동 매체가 팽창하여 상기 스크류 로터가 구동됨으로써 구동된다. 본 실시 형태에서는, 발전기(20)로서, IPM 발전기(영구 자석 동기 발전기)가 사용되고 있다. 구체적으로는, IPM 발전기는, 팽창기(13)의 한 쌍의 스크류 로터 중 한쪽에 접속된 회전축을 갖고 있고, 이 회전축이 상기 스크류 로터의 회전에 수반하여 회전함으로써 전력을 발생시킨다. 발전기(20)는, 인버터(24)에 의해 회전수 조정 가능하게 되어 있다. 제어부(50)는, 발전기(20)의 발전 효율이 가능한 한 높아지도록 발전기(20)의 회전수를 조정하기 위해, 인버터(24)에 회전수 조정 신호를 출력한다. 또한, 발전기(20)는, IPM 발전기로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 유도 발전기 등, 다른 타입의 발전기로 해도 된다.The generator 20 is connected to the inflator 13 and is driven by expanding the working medium in the inflator 13 and driving the screw rotor. In the present embodiment, an IPM generator (permanent magnet synchronous generator) is used as the generator 20. Specifically, the IPM generator has a rotary shaft connected to one of the pair of screw rotors of the inflator 13, and the rotary shaft generates electric power by rotating with the rotation of the screw rotor. The generator (20) is capable of adjusting the number of rotations by the inverter (24). The control unit 50 outputs a rotation speed adjustment signal to the inverter 24 to adjust the rotation speed of the generator 20 so that the power generation efficiency of the generator 20 is as high as possible. Further, the generator 20 is not limited to the IPM generator, and may be another type of generator such as an induction generator.

순환 유로(10)에 있어서의 증발기(11)와 과열기(12) 사이의 작동 매체 통로에는, 제1 온도 센서 T1과 제1 압력 센서 P1이 설치되어 있다. 제1 온도 센서 T1은, 증발기(11)를 통과한 작동 매체의 온도를 검출하는 온도 검출 수단으로서 기능한다. 제1 압력 센서 P1은, 증발기(11)를 통과한 작동 매체의 압력을 검출하는 압력 검출 수단으로서 기능한다.A first temperature sensor T1 and a first pressure sensor P1 are provided in the working medium passage between the evaporator 11 and the superheater 12 in the circulating flow passage 10. [ The first temperature sensor T1 functions as temperature detecting means for detecting the temperature of the working medium that has passed through the evaporator 11. [ The first pressure sensor P1 functions as pressure detecting means for detecting the pressure of the working medium which has passed through the evaporator 11. [

순환 유로(10)에 있어서의 과열기(12)와 팽창기(13) 사이의 작동 매체 통로에는, 제2 온도 센서 T2와 제2 압력 센서 P2가 설치되어 있다. 제2 온도 센서 T2는, 과열기(12)를 통과한 작동 매체의 온도를 검출하는 수단으로서 기능하고, 제2 압력 센서 P2는, 과열기(12)를 통과한 작동 매체의 압력을 검출하는 수단으로서 기능한다.A second temperature sensor T2 and a second pressure sensor P2 are provided in the working medium passage between the superheater 12 and the inflator 13 in the circulating flow path 10. [ The second temperature sensor T2 functions as means for detecting the temperature of the working medium that has passed through the superheater 12. The second pressure sensor P2 functions as means for detecting the pressure of the working medium that has passed through the superheater 12. [ do.

제어부(50)는, ROM, RAM, CPU 등을 구비하고 있고, ROM에 기억된 프로그램을 실행함으로써 소정의 기능을 발휘한다. 이 제어부(50)의 기능에는, 펌프 제어 수단(51)과 증발 상태 검출 수단(52)과 과열도 보정 수단(53)이 포함되어 있다.The control unit 50 includes a ROM, a RAM, a CPU, and the like, and performs a predetermined function by executing a program stored in the ROM. The function of the control unit 50 includes a pump control unit 51, an evaporation state detection unit 52, and an overheat degree correction unit 53. [

펌프 제어 수단(51)은, 과열기(12)의 출구측에서의 작동 매체의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록, 작동 매체 펌프(15)의 회전수 제어를 행한다. 즉, 제어부(50)에는, 과열기(12)의 출구측에서의 과열도의 목표값으로서, 소정의 목표값(예를 들어, 3℃)이 미리 설정되어 있다. 제2 온도 센서 T2 및 제2 압력 센서 P2의 검출값으로부터 과열기(12) 출구측에서의 과열도가 산출된다(과열도 검출 수단). 펌프 제어 수단(51)은, 제2 온도 센서 T2 및 제2 압력 센서 P2의 검출값으로부터 산출된 과열도가 상기 소정의 목표값으로 되도록, 작동 매체 펌프(15)의 회전수 제어를 행한다. 작동 매체 펌프(15)는 인버터(22)에 의해 회전수 제어되는 구성으로 되어 있으므로, 펌프 제어 수단(51)은, 인버터(22)에 제어 신호를 보냄으로써 작동 매체 펌프(15)의 회전수 제어를 행한다.The pump control means 51 controls the rotation speed of the working medium pump 15 so that the degree of superheat of the working medium at the outlet side of the superheater 12 becomes a predetermined target value. That is, the control unit 50 is set in advance with a predetermined target value (for example, 3 占 폚) as the target value of the superheat degree at the outlet side of the superheater 12. The degree of superheat at the outlet of the superheater 12 is calculated from the detected values of the second temperature sensor T2 and the second pressure sensor P2 (superheating degree detecting means). The pump control means 51 controls the rotational speed of the working medium pump 15 so that the superheat degree calculated from the detected values of the second temperature sensor T2 and the second pressure sensor P2 becomes the predetermined target value. The pump control means 51 sends a control signal to the inverter 22 to control the rotation speed of the working medium pump 15 so that the rotation speed of the working medium pump 15 is controlled by the inverter 22, .

증발 상태 검출 수단(52)은, 증발기(11)의 출구측에서의 작동 매체의 상태를 검출하기 위한 것으로, 제1 온도 센서 T1의 검출값 및 제1 압력 센서 P1의 검출값에 기초하여 당해 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인지의 여부를 검출하는 제어를 행한다. 구체적으로, 증발 상태 검출 수단(52)은, 제1 압력 센서 P1의 검출값으로부터 작동 매체의 포화 온도를 도출하는 동시에, 도출된 포화 온도와 제1 온도 센서 T1의 검출 온도를 비교함으로써, 증발기(11)의 출구측에 있어서 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만에 있는지의 여부를 검출한다.The evaporation state detecting means 52 is for detecting the state of the working medium at the outlet side of the evaporator 11. The evaporation state detecting means 52 detects the state of the working medium on the basis of the detection value of the first temperature sensor T1 and the detection value of the first pressure sensor P1 Control is performed to detect whether or not the temperature is lower than the saturation temperature. Specifically, the evaporation state detecting means 52 derives the saturation temperature of the working medium from the detection value of the first pressure sensor P1 and compares the derived saturation temperature with the detection temperature of the first temperature sensor T1, 11 whether or not the temperature of the working medium is below the saturation temperature.

과열도 보정 수단(53)은, 증발 상태 검출 수단(52)에 의해 증발기(11) 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 과열기(12)의 출구측에서의 과열도의 목표값을 올리는 제어를 행한다. 즉, 제어부(50)에는, 과열기(12)의 출구측에서의 과열도의 목표값으로서 소정의 목표값이 설정되어 있고, 과열도 보정 수단(53)은, 증발기(11)의 출구측에 있어서 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만일 때에는, 과열도의 목표값을 올린다. 과열도의 목표값이 올라감으로써, 과열기(12)에 있어서의 작동 매체의 가열을 촉진시키므로, 펌프 제어 수단(51)은, 작동 매체 펌프(15)의 회전수를 내리는 제어를 행한다. 이에 의해 작동 매체의 순환 유량이 저감되어, 과열기(12)에 있어서 작동 매체의 과열도를 올릴 수 있다.The superheating degree correcting means 53 raises the target value of the degree of superheat at the outlet side of the superheater 12 when the evaporation state detecting means 52 detects that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature Control is performed. A predetermined target value is set as a target value of the superheat degree at the outlet side of the superheater 12 and the superheating degree correction means 53 corrects the superheating degree of the superheated steam at the outlet side of the evaporator 11, The target value of the superheat degree is increased. The target value of the superheat degree is increased so that the heating of the working medium in the superheater 12 is promoted so that the pump control means 51 performs control for reducing the number of revolutions of the working medium pump 15. As a result, the circulating flow rate of the working medium is reduced, and the degree of superheat of the working medium in the superheater 12 can be increased.

또한, 과열도 보정 수단(53)은, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 온도가 저하됨에 따라서, 과열기(12) 출구측에서의 과열도의 목표값의 변경량을 크게 한다. 즉, 가열 매체 회로(16)에 있어서, 과열기(12)보다도 상류측에는, 과열기(12)에 유입되기 전의 가열 매체의 온도를 검출하는 제3 온도 센서 TW1(가열 매체 온도 검출 수단)이 설치되어 있고, 과열도 보정 수단(53)은, 과열도의 목표값을 올릴 때에는, 제3 온도 센서 TW1의 검출값이 저하됨에 따라서, 과열도의 목표값을 올리는 양을 증대시키는 한편, 제3 온도 센서 TW1의 검출값이 상승하는 것에 따라서, 과열도의 목표값을 올리는 양을 저감시킨다.The superheating degree correcting means 53 increases the amount of change in the target value of superheat degree at the outlet side of the superheater 12 as the temperature of the heating medium flowing into the superheater 12 decreases. That is, in the heating medium circuit 16, a third temperature sensor TW1 (heating medium temperature detecting means) for detecting the temperature of the heating medium before being introduced into the superheater 12 is provided on the upstream side of the superheater 12 , The superheating degree correcting means 53 increases the amount by which the target value of the superheating degree is increased as the detected value of the third temperature sensor TW1 decreases when raising the target value of the superheat degree, The amount of raising the target value of the superheat degree is reduced.

또한, 과열도 보정 수단(53)은, 증발기(11)의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태로부터 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면, 과열도의 목표값을 내리는 제어를 행한다. 과열도의 목표값이 내려가면, 펌프 제어 수단(51)은, 작동 매체 펌프(15)의 회전수를 올리는 제어를 행한다.The superheating degree correcting means 53 performs control to lower the target value of superheat degree when it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature. When the target value of the superheat degree is lowered, the pump control means 51 performs control to increase the number of revolutions of the working medium pump 15.

계속해서, 본 실시 형태에 관한 발전 장치의 제어 방법에 대해, 도 2를 참조하면서 설명한다.Next, a control method of the power generation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to Fig.

작동 매체 펌프(15)가 구동하여, 작동 매체가 순환 유로(10)를 순환하고 있을 때에는(스텝 ST11), 제1 온도 센서 T1 및 제1 압력 센서 P1에 의해 증발기(11)의 출구측에서의 작동 매체의 온도 및 압력이 검출되고 있고, 또한 제2 온도 센서 T2 및 제2 압력 센서 P2에 의해 과열기(12)의 출구측에서의 작동 매체의 온도 및 압력이 검출되고 있다(스텝 ST12). 그리고 제어부(50)의 펌프 제어 수단(51)은, 제2 온도 센서 T2 및 제2 압력 센서 P2의 검출값으로부터 산출된 과열기(12) 출구측에서의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 작동 매체 펌프(15)의 회전수 제어를 행하고 있다(스텝 ST13).When the working medium pump 15 is driven to circulate the working medium through the circulating flow path 10 (step ST11), the working medium at the outlet side of the evaporator 11 by the first temperature sensor T1 and the first pressure sensor P1 The temperature and the pressure of the working medium at the outlet side of the superheater 12 are detected by the second temperature sensor T2 and the second pressure sensor P2 (step ST12). The pump control means 51 of the control unit 50 controls the operation of the working medium pump (not shown) so that the superheat degree at the outlet side of the superheater 12 calculated from the detection values of the second temperature sensor T2 and the second pressure sensor P2 15) (step ST13).

작동 매체 펌프(15)가 구동하여 작동 매체가 순환 유로(10)를 순환하고 있는 동안, 증발 상태 검출 수단(52)은, 제1 온도 센서 T1 및 제1 압력 센서 P1의 검출값에 기초하여, 증발기(11)의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인지의 여부를 검출하고 있다(검출 스텝 ST14). 그리고 검출 스텝 ST14에 있어서, 증발기(11) 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 과열도 보정 수단(53)은, 과열기(12)의 출구측에서의 과열도의 목표값을 올리는 제어를 행한다(과열도 보정 스텝 ST15). 이에 의해, 펌프 제어 수단(51)은, 과열기(12) 출구측에서의 과열도가 보정 후의 목표값으로 되도록 작동 매체 펌프(15)의 회전수 제어를 행한다(스텝 ST16).While the working medium pump 15 is driven to circulate the working medium through the circulating flow path 10, the evaporation state detecting means 52 detects the evaporation state of the working medium, based on the detected values of the first temperature sensor T1 and the first pressure sensor P1, It is detected whether or not the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature (detection step ST14). When it is detected in the detecting step ST14 that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature, the superheating degree correcting means 53 performs control for raising the target value of superheat degree at the outlet side of the superheater 12 (Superheating degree correcting step ST15). Thereby, the pump control means 51 controls the rotational speed of the working medium pump 15 so that the superheat degree at the outlet side of the superheater 12 becomes the corrected target value (step ST16).

그 후, 증발 상태 검출 수단(52)이 제1 온도 센서 T1 및 제1 압력 센서 P1의 검출값에 기초하여, 증발기(11)의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면(스텝 ST17에 있어서 YES), 과열도 보정 수단(53)은 과열도의 목표값을 내리는 제어를 행한다(스텝 ST18). 그리고 펌프 제어 수단(51)은, 과열기(12) 출구측에서의 과열도가 보정 후의 목표값으로 되도록 작동 매체 펌프(15)의 회전수 제어를 행한다(스텝 ST19).Thereafter, when it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is equal to or higher than the saturation temperature based on the detection values of the first temperature sensor T1 and the first pressure sensor P1 YES in step ST17), the superheating degree correcting means 53 performs control to lower the target value of superheat degree (step ST18). The pump control means 51 controls the rotational speed of the working medium pump 15 so that the superheat degree at the outlet side of the superheater 12 becomes the corrected target value (step ST19).

상기 과열도 보정 스텝 ST15에 있어서, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 온도(제3 온도 센서 TW1의 검출값)가 저하됨에 따라서, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 한다. 구체적으로 설명하면, 우선 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어부(50)는, 제3 온도 센서 TW1로부터 출력된 신호(제3 온도 센서 TW1의 검출값에 따른 신호)를 취득한다(스텝 ST21). 제어부(50)에는, 제3 온도 센서 TW1의 검출값, 즉 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 온도와, 과열도의 목표값의 변경량을 관련짓는 함수 혹은 맵이 기억되어 있고, 제어기(50)의 과열도 보정 수단(53)은, 이 함수 혹은 맵을 이용하여, 제3 온도 센서 TW1의 검출값에 따라 과열도의 목표값의 변경량을 바꾼다(스텝 ST22). 예를 들어, 이 함수(맵)는, 제3 온도 센서 TW1의 검출값이 낮을수록, 과열도의 목표값을 올리는 양이 커지고, 상기 검출값이 높을수록, 과열도의 목표값을 올리는 양이 작아지는 함수(맵)로 되어 있다. 그리고 제3 온도 센서 TW1의 검출값을 이 함수에 대입하여 목표값의 변경량을 산출함으로써, 혹은 맵으로부터 검출값에 따른 변경량을 읽어냄으로써, 과열도의 목표값의 변경량을 바꿀 수 있다.As the temperature of the heating medium (detection value of the third temperature sensor TW1) flowing into the superheater 12 decreases in the superheating degree correction step ST15, the amount of change in the target value of superheat degree is increased. More specifically, as shown in Fig. 3, the control unit 50 acquires the signal (the signal corresponding to the detection value of the third temperature sensor TW1) output from the third temperature sensor TW1 (step ST21). The controller 50 stores a function or a map for associating the detected value of the third temperature sensor TW1, that is, the temperature of the heating medium flowing into the superheater 12 with the amount of change of the target value of the superheat degree, 50 uses the function or map to change the amount of change of the target value of superheat degree in accordance with the detected value of the third temperature sensor TW1 (step ST22). For example, the lower the detected value of the third temperature sensor TW1 is, the larger the amount by which the target value of the superheat degree is increased, and the greater the detected value, the greater the amount by which the target value of the superheat degree is increased (Map) that becomes smaller. The change amount of the target value of the superheat degree can be changed by calculating the change amount of the target value by substituting the detection value of the third temperature sensor TW1 into this function or by reading the change amount according to the detection value from the map.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 작동 매체 펌프(15)는, 펌프 제어 수단(51)에 의해 과열기(12)의 출구측에서의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 회전수 제어된다. 그리고 증발기(11) 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 과열도 보정 수단(53)은, 과열기(12)의 출구측에서의 과열도의 목표값을 올린다. 이로 인해, 펌프 제어 수단(51)은, 과열기(12)에서의 작동 매체의 가열을 촉진시키기 위해, 펌프(15)의 회전수를 내리는 제어를 행한다. 이에 의해, 작동 매체의 순환량이 저감되어, 과열기(12)의 출구측에서의 과열도를 올릴 수 있다. 따라서 증발기(11) 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만으로 되어 있어 액적이 존재하는 경우이어도, 과열기(12)에서의 가열을 촉진하도록 제어를 행함으로써, 과열기(12)에 유입된 작동 매체에 포함되는 액적이 증발하는 일 없이 과열기(12)를 통과해 버리는 것을 방지할 수 있다. 즉, 증발기(11)에 도입되는 가열 매체의 온도가 그다지 높지 않아 작동 매체가 전부 다 증발하지 않는 경우이어도, 액적을 포함한 작동 매체가 팽창기(13)에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 가열 매체의 온도가 다른 경우나 가열 매체의 온도가 크게 변동하는 경우에도 대응 가능해진다.As described above, in the present embodiment, the operation medium pump 15 is controlled by the pump control means 51 so that the degree of superheat at the outlet side of the superheater 12 becomes a predetermined target value. When it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature, the superheating degree correcting means 53 increases the target value of the superheat degree at the outlet side of the superheater 12. Therefore, the pump control means 51 performs control to lower the rotational speed of the pump 15 in order to promote the heating of the working medium in the superheater 12. Thereby, the amount of circulation of the working medium is reduced, and the degree of superheat at the outlet side of the superheater 12 can be increased. Therefore, even if the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature and the droplet is present, control is performed so as to promote the heating in the superheater 12 so that the working medium flowing into the superheater 12 It is possible to prevent the contained droplets from passing through the superheater 12 without evaporation. That is, even when the temperature of the heating medium introduced into the evaporator 11 is not so high and the working medium does not completely evaporate, the working medium including the droplet can be prevented from flowing into the inflator 13. [ This makes it possible to cope with a case where the temperature of the heating medium is different or a case where the temperature of the heating medium fluctuates greatly.

본 실시 형태에 있어서, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 온도가 낮을수록, 과열기(12)에 있어서 작동 매체의 가열량이 작아진다. 따라서 본 실시 형태에서는, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 온도가 낮은 경우에, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 함으로써, 과열기(12)에 있어서 작동 매체 중의 액적을 확실하게 증발시킬 수 있다.In this embodiment, the lower the temperature of the heating medium flowing into the superheater 12, the smaller the heating amount of the working medium in the superheater 12 is. Therefore, in the present embodiment, when the temperature of the heating medium flowing into the superheater 12 is low, it is possible to reliably evaporate the droplet in the working medium in the superheater 12 by increasing the amount of change in the target value of the superheat degree have.

또한, 본 실시 형태에서는, 증발기(11)의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태로부터 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면, 과열도 보정 수단(53)은 과열도의 목표값을 내리므로, 팽창기(13)에 액적을 포함한 작동 매체가 유입되는 것을 방지하면서, 작동 매체의 순환량을 증대시킬 수 있다.Further, in the present embodiment, when it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator 11 is lower than the saturation temperature from the saturated temperature, the superheating degree correcting means 53 lowers the target value of the superheat degree, It is possible to increase the circulation amount of the working medium while preventing the working medium including the droplet from flowing into the expander 13. [

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경, 개량 등이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 가열 매체 회로(16)에 제3 온도 센서 TW1이 설치되고, 과열도 보정 수단(53)이, 이 제3 온도 센서 TW1의 검출값(과열기에 유입되는 가열 매체의 온도)이 저하됨에 따라서, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 하는 구성으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 가열 매체 회로(16)에는, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 유량을 검출하기 위한 유량계(30)(유량 검출 수단)가 설치되고, 과열도 보정 수단(53)은, 유량계(30)의 검출값[과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 유량]이 저하됨에 따라서, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 하는 구성으로 해도 된다. 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 유량이 적을수록, 과열기(12)에 있어서 작동 매체의 가열량이 작아지므로, 이 구성에서도, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 함으로써, 과열기(12)에 있어서 작동 매체 중의 액적을 확실하게 증발시킬 수 있다. 이 경우, 과열도 보정 스텝 ST15에 있어서, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 유량[유량계(30)의 검출값]이 저하됨에 따라서, 과열도의 목표값의 변경량을 크게 한다. 즉, 제어부(50)에는, 과열기(12)에 유입되는 가열 매체의 유량[유량계(30)의 검출값]과, 과열도의 목표값의 변경량을 관련짓는 함수 혹은 맵이 기억되어 있고, 제어기(50)의 과열도 보정 수단(53)은, 이 함수 혹은 맵을 이용하여, 유량계(30)의 검출값에 따라 과열도의 목표값의 변경량을 바꾼다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, the third temperature sensor TW1 is provided in the heating medium circuit 16, and the superheating degree correcting means 53 corrects the detection value of the third temperature sensor TW1 Of the superheat degree is lowered, the amount of change of the target value of superheat degree is increased, but the present invention is not limited to this. 4, the heating medium circuit 16 is provided with a flow meter 30 (flow rate detecting means) for detecting the flow rate of the heating medium flowing into the superheater 12, The correction means 53 may be configured to increase the amount of change in the target value of the degree of superheat as the detected value of the flow meter 30 (the flow rate of the heating medium flowing into the superheater 12) decreases. The heating amount of the working medium in the superheater 12 becomes smaller as the flow rate of the heating medium flowing into the superheater 12 becomes smaller. So that droplets in the working medium can be reliably evaporated. In this case, as the flow rate of the heating medium (detection value of the flow meter 30) flowing into the superheater 12 decreases in the superheating degree correction step ST15, the amount of change in the target value of the superheat degree is increased. That is, the control unit 50 stores a function or a map for associating the flow rate of the heating medium (detection value of the flow meter 30) flowing into the superheater 12 with the change amount of the target value of the superheat degree, The superheating degree correcting means 53 of the superheating degree correcting means 50 changes the amount of change of the target value of superheat degree in accordance with the detected value of the flow meter 30 by using this function or map.

Claims (7)

가열 매체에 의해 작동 매체를 가열하여 당해 작동 매체의 적어도 일부를 증발시키는 증발기와,
상기 증발기에서 적어도 일부가 증발한 작동 매체를, 가열 매체에 의해 가열하여 과열 상태로 하는 과열기와,
발전기가 연결되고, 상기 과열기에서 과열 상태로 된 작동 매체를 팽창시킴으로써 상기 발전기를 구동하는 팽창기와,
상기 팽창기에서 팽창한 작동 매체를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기에서 응축한 작동 매체를 상기 증발기를 향해 송출하는 매체 펌프와,
상기 과열기의 출구측에서의 과열도를 검출하는 과열도 검출 수단과,
상기 과열도 검출 수단에 의해 검출되는 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 상기 매체 펌프의 회전수를 제어하는 펌프 제어 수단과,
상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인지의 여부를 검출하는 증발 상태 검출 수단과,
상기 증발 상태 검출 수단에 의해 증발기 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도의 상기 소정의 목표값을 올리는 과열도 보정 수단을 구비하고 있는, 발전 장치.An evaporator for heating the working medium by the heating medium to evaporate at least a part of the working medium,
A superheater for heating the working medium evaporated at least partially in the evaporator by a heating medium to put the superheated state,
An inflator connected to the generator, for driving the generator by inflating a working medium in an overheated state in the superheater;
A condenser for condensing the working medium expanded in the inflator,
A medium pump for sending the working medium condensed in the condenser toward the evaporator,
Superheat degree detecting means for detecting the superheat degree at the outlet side of the superheater,
Pump control means for controlling the number of revolutions of the medium pump so that the superheat degree detected by the superheating degree detecting means becomes a predetermined target value;
Evaporation state detecting means for detecting whether or not the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature;
And superheating degree correcting means for increasing the predetermined target value of superheat degree at the outlet side of the superheater when the evaporation state detecting means detects that the temperature of the working medium at the evaporator outlet side is lower than the saturation temperature. 제1항에 있어서,
상기 과열기에 유입되는 가열 매체의 온도 또는 유량을 검출하는 가열 매체 상태 검출 수단을 더 구비하고,
상기 과열도 보정 수단은, 상기 가열 매체 상태 검출 수단에 의해 검출된 가열 매체의 온도 또는 유량이 저하됨에 따라서, 상기 과열도의 목표값의 변경량을 크게 하는, 발전 장치.The method of claim 1,
Further comprising heating medium state detecting means for detecting a temperature or a flow rate of the heating medium flowing into the superheater,
Wherein the superheating degree correcting means increases the amount of change of the target value of the degree of superheat as the temperature or the flow rate of the heating medium detected by the heating medium state detecting means decreases. 제1항에 있어서,
상기 과열도 보정 수단은, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태로부터 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면, 상기 과열도의 목표값을 내리는, 발전 장치.The method of claim 1,
Wherein the superheating degree correcting means reduces the target value of the superheat degree when it is detected that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증발기와 상기 과열기 사이의 작동 매체 통로를 흐르는 작동 매체의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,
상기 증발기와 상기 과열기 사이의 작동 매체 통로를 흐르는 작동 매체의 압력을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하고,
상기 증발 상태 검출 수단은, 상기 온도 검출 수단의 검출값 및 상기 압력 검출 수단의 검출값에 기초하여, 상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것을 검출하는, 발전 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the working medium flowing through the working medium passage between the evaporator and the superheater,
And pressure detecting means for detecting the pressure of the working medium flowing through the working medium passage between the evaporator and the superheater,
Wherein the evaporation state detection means detects that the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than the saturation temperature based on the detection value of the temperature detection means and the detection value of the pressure detection means. 가열 매체에 의해 작동 매체를 가열하여 당해 작동 매체의 적어도 일부를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 적어도 일부가 증발한 작동 매체를, 가열 매체에 의해 가열하여 과열 상태로 하는 과열기와, 발전기가 연결되고, 상기 과열기에서 포화 상태 또는 과열 상태로 된 작동 매체를 팽창시킴으로써 상기 발전기를 구동하는 팽창기와, 상기 팽창기에서 팽창한 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축한 작동 매체를 상기 증발기를 향해 송출하는 매체 펌프를 구비하고, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도가 소정의 목표값으로 되도록 상기 매체 펌프의 회전수가 제어되는 발전 장치의 제어 방법이며,
상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인지의 여부를 검출하는 검출 스텝과,
상기 검출 스텝에 있어서, 증발기 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 것이 검출되면, 상기 과열기의 출구측에서의 과열도의 상기 소정의 목표값을 올리는 과열도 보정 스텝이 포함되어 있는, 발전 장치의 제어 방법.An evaporator for heating the working medium by a heating medium to evaporate at least a part of the working medium, and a superheater for heating the working medium at least partially evaporated in the evaporator to a superheated state by a heating medium, A condenser for condensing the working medium expanded in the inflator, and a condenser for condensing the working medium condensed in the condenser to the evaporator, Wherein the number of revolutions of the medium pump is controlled so that the degree of superheat at the outlet side of the superheater becomes a predetermined target value,
A detecting step of detecting whether or not the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is lower than a saturation temperature;
And a superheating degree correcting step of increasing the predetermined target value of superheat degree at the outlet side of the superheater when the temperature of the working medium at the evaporator outlet side is detected to be lower than the saturation temperature in the detecting step . 제5항에 있어서,
상기 과열도 보정 스텝에서는, 상기 과열기에 유입되는 가열 매체의 온도 또는 유량이 저하됨에 따라서, 상기 과열도의 목표값의 변경량을 크게 하는, 발전 장치의 제어 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the superheating degree correcting step increases the amount of change of the target value of superheat degree as the temperature or the flow rate of the heating medium flowing into the superheater decreases. 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 증발기의 출구측에서의 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태로부터 포화 온도 이상으로 된 것이 검출되면, 상기 과열도의 목표값을 내리는, 발전 장치의 제어 방법.The method according to claim 5 or 6,
Wherein when the temperature of the working medium at the outlet side of the evaporator is detected to be equal to or higher than the saturation temperature from a temperature lower than the saturation temperature, the target value of the superheating degree is lowered.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170038147A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Thermal energy recovery system
KR20190003352A (en) * 2017-06-30 2019-01-09 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Internal combustion engine with supercharged engine
WO2020122799A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Climeon Ab Method and controller for preventing formation of droplets in a heat exchanger

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6334270B2 (en) * 2013-05-31 2018-05-30 メタウォーター株式会社 Control method for organic waste combustion plant.
JP6194273B2 (en) 2014-04-04 2017-09-06 株式会社神戸製鋼所 Waste heat recovery device and waste heat recovery method
EP3118425B1 (en) 2015-07-16 2018-05-09 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Thermal energy recovery device and start-up method thereof
JP6647922B2 (en) 2015-07-16 2020-02-14 株式会社神戸製鋼所 Thermal energy recovery apparatus and start-up method thereof
JP6718802B2 (en) 2016-12-02 2020-07-08 株式会社神戸製鋼所 Thermal energy recovery device and start-up operation method thereof
JP2018127948A (en) * 2017-02-08 2018-08-16 株式会社神戸製鋼所 Energy recovery device
JP6763797B2 (en) * 2017-02-08 2020-09-30 株式会社神戸製鋼所 Binary power generation system
KR102013829B1 (en) * 2017-09-06 2019-08-23 한국기계연구원 Steam cycle-based heat engine for waste heat recovery and method for operating the same heat engine
JP6941076B2 (en) * 2018-06-05 2021-09-29 株式会社神戸製鋼所 Power generation method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6099908A (en) * 1983-11-02 1985-06-03 株式会社日立製作所 Device for changing over operation of pump
KR20000021784A (en) * 1998-09-30 2000-04-25 윤영석 Device for controlling temperature of steam of complex generation
JP3757967B2 (en) * 2003-08-25 2006-03-22 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
JP3963940B2 (en) * 2004-04-27 2007-08-22 松下電器産業株式会社 Heat pump equipment
US7200996B2 (en) * 2004-05-06 2007-04-10 United Technologies Corporation Startup and control methods for an ORC bottoming plant
JP2006329119A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Kobe Steel Ltd Power generation system, cogeneration system and power generation method
JP2007218530A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Kobe Steel Ltd Method and system for generating superheated steam, and method and system for steam power generation
JP4875546B2 (en) * 2007-06-13 2012-02-15 株式会社荏原製作所 Exhaust heat power generation apparatus and method for controlling working medium vapor superheat degree of exhaust heat power generation apparatus
JP5281587B2 (en) * 2008-02-14 2013-09-04 サンデン株式会社 Waste heat utilization device for internal combustion engine
JP4196307B1 (en) * 2008-03-06 2008-12-17 三浦工業株式会社 Steam system
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
CN101458000B (en) * 2009-01-06 2012-02-22 东南大学 Heat-driven refrigeration and power generation integration apparatus
CN101614139A (en) * 2009-07-31 2009-12-30 王世英 Multicycle power generation thermodynamic system
KR101135682B1 (en) 2009-12-31 2012-07-11 한국에너지기술연구원 Control method of Organic Rankine Cycle System working fluid quality

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170038147A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Thermal energy recovery system
KR20190003352A (en) * 2017-06-30 2019-01-09 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Internal combustion engine with supercharged engine
WO2020122799A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Climeon Ab Method and controller for preventing formation of droplets in a heat exchanger
US11346255B2 (en) 2018-12-14 2022-05-31 Climeon Ab Method and controller for preventing formation of droplets in a heat exchanger

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