[發(fā)明專(zhuān)利]用于渦輪膨脹機(jī)中的可變幾何形狀入口噴嘴的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110149693.7
• 申請(qǐng)日: 2011-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102330574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·阿斯蒂;A·斯科蒂德格雷科;P·德圖科;A·米里亞尼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 諾沃皮尼奧內(nèi)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D17/16
• 分類(lèi)號(hào): F01D17/16
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

1.一種用于功率發(fā)生的系統(tǒng)包括帶有至少兩個(gè)膨脹級(jí)的渦輪膨脹機(jī)，所述渦輪膨脹機(jī)連接在功率發(fā)生單元上，所述系統(tǒng)包括：

控制器，其配置成控制(i)設(shè)于所述渦輪膨脹機(jī)的第一膨脹級(jí)的入口處的第一入口導(dǎo)向葉片的角度，以便將所述第一膨脹級(jí)的入口壓力保持在預(yù)定的范圍內(nèi)，以及(ii)設(shè)于所述渦輪膨脹機(jī)的第二膨脹級(jí)的入口處的第二入口導(dǎo)向葉片的角度，以便將所述第一膨脹級(jí)處的入口壓力保持在預(yù)定的范圍內(nèi)；

所述控制器配置成改變所述第二入口導(dǎo)向葉片的角度，同時(shí)保持所述第一入口導(dǎo)向葉片的角度固定，并針對(duì)相應(yīng)變化的角度而確定由所述功率發(fā)生單元產(chǎn)生的功率；且

所述控制器配置成從所確定的所述功率發(fā)生單元的功率確定最高功率和所述第二入口導(dǎo)向葉片的相應(yīng)的角度，并獨(dú)立于所述第一入口導(dǎo)向葉片的角度而調(diào)整所述第二入口導(dǎo)向葉片的角度以達(dá)到所述最高功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

所述渦輪膨脹機(jī)的所述第一膨脹級(jí)，其包括所述第一入口導(dǎo)向葉片；

所述渦輪膨脹機(jī)的第二膨脹級(jí)，其包括所述第二入口導(dǎo)向葉片；且

所述功率發(fā)生單元機(jī)械地連接在所述渦輪膨脹機(jī)的所述第一膨脹級(jí)和所述第二膨脹級(jí)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率發(fā)生單元在蘭金循環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)使用有機(jī)蘭金工作流體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

連接在所述控制器上的一個(gè)或多個(gè)傳感器，其設(shè)于所述功率發(fā)生單元上，并配置成測(cè)量由所述功率發(fā)生單元產(chǎn)生的電流或電壓；

連接在所述控制器上的一個(gè)或多個(gè)傳感器，其設(shè)于所述功率發(fā)生系統(tǒng)中，并配置成測(cè)量工作流體的壓力；

冷凝器，其流體地連接在所述渦輪膨脹機(jī)的輸出側(cè)上，并構(gòu)造成接收膨脹的蒸氣流并將所述蒸氣流冷凝成液體流；

泵，其流體地連接在所述冷凝器的輸出側(cè)上，并構(gòu)造成接收所述液體流，對(duì)所述液體流加壓，并使所述液體流循環(huán)至所述熱交換器；和

熱交換器，其流體地連接在所述泵的輸出側(cè)上，并構(gòu)造成接收所述加壓的液體流，并使所述加壓的液體流蒸發(fā)成加壓的蒸氣流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，為所述第一膨脹級(jí)和所述第二膨脹級(jí)而提供所述控制器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器配置成當(dāng)將所述第一膨脹級(jí)處的入口壓力調(diào)整在預(yù)定的范圍內(nèi)時(shí)，在所述第一入口導(dǎo)向葉片的角度和所述第二入口導(dǎo)向葉片的角度之間保持預(yù)定的關(guān)系，并且所述預(yù)定的關(guān)系是A₂＝A₁.f(P₁，P₂，T₁，T₂)，其中A₁是在所述第一入口導(dǎo)向葉片處不被葉片阻塞的流體入口的面積，A₂是在所述第二入口導(dǎo)向葉片處不被葉片阻塞的流體入口的面積，P₁是在所述第一入口導(dǎo)向葉片處的工作流體的壓力，P₂是在所述第二入口導(dǎo)向葉片處的工作流體的壓力，T₁是在所述第一入口導(dǎo)向葉片處的工作流體的溫度，T₂是在所述第二入口導(dǎo)向葉片處的工作流體的溫度，并且f是函數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器配置成當(dāng)將所述第一膨脹級(jí)處的入口壓力調(diào)整在預(yù)定的范圍內(nèi)時(shí)，在所述第一入口導(dǎo)向葉片的角度和所述第二入口導(dǎo)向葉片的角度之間保持預(yù)定的關(guān)系，并且所述預(yù)定的關(guān)系是其中A₁是在所述第一入口導(dǎo)向葉片處不被葉片阻塞的流體入口的面積，A₂是在所述第二入口導(dǎo)向葉片處不被葉片阻塞的流體入口的面積，A_t1是在所述第一入口導(dǎo)向葉片處的葉片流體入口的總面積，并且A_t2是在所述第二入口導(dǎo)向葉片處的葉片第二流體入口的總面積。