RU2021125467A - Детандерная установка и установка для получения электрической энергии из тепла - Google Patents

Claims (37)

1. Детандерная установка (30) для получения электрической энергии из тепла посредством термодинамического замкнутого процесса, содержащая приводимое в действие посредством расширяющейся рабочей среды термодинамического замкнутого процесса детандерное устройство (32) и генератор (34), который приводится в действие посредством детандерного устройства (32), отличающаяся тем, что детандерная установка (30) снабжена датчиком (120) скорости вращения, который связан с вращающимся пропорционально ротору (82) генератора (34) валом (98, 56, 58) детандерной установки (30) и который выполнен в виде электрического генераторного датчика (122), который вырабатывает электрический сигнал датчика, причем электрический генераторный датчик (122) вырабатывает в качестве сигнала датчика электрическое напряжение.

2. Детандерная установка по п. 1, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) расположен в полном корпусе детандерной установки (30) и, прежде всего, подвержен в нем воздействию рабочей среды и/или смазочного материала.

3. Детандерная установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) имеет ротор (124) датчика с постоянным намагничиванием, который взаимодействует с имеющим статорные обмотки статором (126), причем при вращающемся роторе (124) датчика в статорных обмотках статора (126) возникает зависящее от скорости вращения ротора (124) датчика напряжение, которое представляет собой сигнал датчика.

4. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что для реализации постоянного намагничивания ротор (124) датчика имеет содержащий редкоземельные элементы магнитный материал.

5. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) выполнен так, что при скорости вращения генератора (34), которая соответствует частоте вырабатываемого переменного напряжения, которая находится в диапазоне частоты сети распределительной сети, он вырабатывает напряжение в диапазоне между 30 В и 48 В, преимущественным образом между 40 В и 48 В.

6. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ротор (124) датчика генераторного датчика (122) состыкован непосредственно с концом (96, 172, 182) вала без возможности проворота и удерживается им.

7. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ротор (124) датчика генераторного датчика (122) расположен на соединенном с концом (96, 172, 182) вала держателе (162, 192) ротора.

8. Детандерная установка по п. 7, отличающаяся тем, что держатель (162, 192) ротора соединен с концом (96) вала посредством центровочного винта (134).

9. Детандерная установка по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что держатель (192) ротора отцентрирован относительно конца (96) вала посредством центровочного конуса (194).

10. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что состыкованный с ротором (124) датчика генераторного датчика (122) и удерживающий его конец (96, 172, 182) вала центрировано направляется подшипником (102, 72, 76).

11. Детандерная установка по п. 10, отличающаяся тем, что конец (96, 172, 182) вала имеет от этого центрировано направляющего подшипника (102, 72, 76) максимально расстояние, которое соответствует диаметру конца (96, 172, 182) вала.

12. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) расположен в полном корпусе (110) детандерной установки (30).

13. Детандерная установка по п. 12, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) расположен в корпусе (62) детандера.

14. Детандерная установка по п. 13, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) состыкован с винтообразным валом (56, 58).

15. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) расположен в корпусе (86) генератора.

16. Детандерная установка по п. 15, отличающаяся тем, что генераторный датчик (122) состыкован с валом (98) генератора.

17. Детандерная установка по п. 16, отличающаяся тем, что ротор (124) датчика генераторного датчика (122) состыкован с концом (96) вала генератора и удерживается им.

18. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что статор (136) генераторного датчика (120) удерживается на элементе (88) корпуса, прежде всего на демонтируемом с полного корпуса (110) элементе (88) корпуса.

19. Детандерная установка по п. 18, отличающаяся тем, что элемент (88) корпуса снабжен электрическим проходным соединением (152).

20. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что статор (126) генераторного датчика (122) стационарно удерживается на выступе (94, 174, 184) полного корпуса (ПО) детандерной установки (30).

21. Детандерная установка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что детандерное устройство (32) имеет по меньшей мере один приводимый в действие расширяющейся рабочей средой винт (52, 54) детандера, посредством которого осуществляется приведение в действие генератора (34).

22. Установка для получения электрической энергии из тепла, прежде всего из отходящего тепла, содержащая приводимую в действие в термодинамическом замкнутом процессе детандерную установку (30), отличающаяся тем, что детандерная установка (30) выполнена по одному из пп. 1-21.

23. Установка по п. 22, отличающаяся тем, что она имеет управляющее замкнутым контуром (10) замкнутого процесса, а также сетевым выключателем (206) для соединения генератора (34) с электрической распределительной сетью (210) устройство (200) управления.

24. Установка по п. 23, отличающаяся тем, что устройство (200) управления регистрирует выработанное генераторным датчиком (122) напряжение, определяет из него величину скорости вращения генератора (34), и если скорость вращения генератора (34) приводит к переменному напряжению, частота которого соответствует частоте сети электрической распределительной сети (210), посредством замыкания сетевого выключателя (206) соединяет генератор (34) с электрической распределительной сетью (210).

25. Установка по одному из пп. 22-24, отличающаяся тем, что устройство (200) управления отслеживает скорость вращения связанного с распределительной сетью (210) генератора (34), и если частота выработанного переменного напряжения отличается от частоты сети, оказывает управляющее воздействие на замкнутый контур (10) в смысле согласования скорости вращения генератора (34).

26. Установка по одному из пп. 22-25, отличающаяся тем, что устройство (200) управления отслеживает скорость вращения связанного с распределительной сетью (210) генератора (34), и если разность между частотой выработанного генератором (34) переменного напряжения и частотой сети распределительной сети (210) превышает пороговое значение, посредством размыкания сетевого выключателя (206) отсоединяет генератор (34) от электрической распределительной сети (210).

27. Установка по одному из пп. 22-26, отличающаяся тем, что при соединении генератора (34) с распределительной сетью (210) устройство (200) управления подключает параллельно статорным обмоткам (254, 256, 258) генератора (34) блок (242) конденсаторов.

28. Установка по одному из пп. 22-27, отличающаяся тем, что при отсоединении генератора (34) от распределительной сети (210) устройство (200) управления сохраняет параллельное включение статорных обмоток (254, 256, 258) с блоком (242) конденсаторов и дополнительно к нему подключает параллельно блок (272) сопротивлений.

29. Установка по одному из пп. 22-28, отличающаяся тем, что для запуска генератора (34) устройство управления (200) отсоединяет его от блока (242) конденсаторов и блока (272) сопротивлений.

30. Установка по одному из пп. 22-29, отличающаяся тем, что генератор (34) связан с электрической распределительной сетью (210) посредством блока (300) преобразователей частоты.

31. Установка по п. 30, отличающаяся тем, что блок (300) преобразователей частоты преобразует выработанную генератором (34) с частотой генератора электрическую энергию в электрическую энергию с частотой сети распределительной сети (210) и запитывает ее.

32. Установка по п. 30 или 31, отличающаяся тем, что блок (300) преобразователей частоты преобразует электрическую энергию генератора (34) в электрическую энергию для подачи в распределительную сеть (210), если частота генератора находится в рабочем диапазоне частоты, который простирается от минимальной частоты до высокой частоты.

33. Установка по п. 32, отличающаяся тем, что частота генератора является задаваемой для генератора (34) с помощью блока (300) преобразователей частоты.

34. Установка по одному из пп. 31-33, отличающаяся тем, что за счет взаимодействия устройства (200'') управления с блоком (300) преобразователей частоты частота генератора является согласовываемой с высвобождаемой замкнутым процессом в генераторе (34) мощностью.

35. Установка по одному из пп. 30-34, отличающаяся тем, что, если частота генератора находится за пределами рабочего диапазона частоты, устройство (200) управления отсоединяет генератор (34) от блока (300) преобразователей частоты.

36. Установка по одному из пп. 30-35, отличающаяся тем, что для выработки электрической энергии с частотой сети блок (300) преобразователей частоты имеет промежуточную цепь (304) постоянного тока.

37. Установка по п. 36, отличающаяся тем, что блок (300) преобразователей частоты имеет выполненный с возможностью соединения с генератором (34) первый преобразователь (302) частоты для запитывания промежуточной цепи (304) постоянного тока.