[發明專利]發電裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201310383567.7
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103670549B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 足立成人;松村昌義;成川裕;高橋和雄
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: F01K21/06
• 分類號: F01K21/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;楊楷

技術領域

本發明涉及通過蒸發的工作介質驅動膨脹機進行發電的發電裝置及其控制方法。

背景技術

以往，已知有將來自工廠等的各種設備的排熱回收、利用該回收的排熱的能量進行發電的發電裝置。作為這樣的發電裝置的一例，在日本·特開2011－208569號中公開了二元發電裝置、即為了驅動膨脹機而利用使用低沸點的工作介質的蘭肯循環的發電裝置。該發電裝置具備使工作介質（發電工作流體）蒸發的蒸發器、使從蒸發器排出的工作介質成為過熱狀態的過熱器、被從過熱器排出的工作介質驅動的膨脹機（渦輪）、從膨脹機得到動力而發電的發電機、使從膨脹機排出的工作介質冷凝的冷凝器、和將由冷凝器冷凝后的工作介質向上述蒸發器送出的泵。

可是，在膨脹機中，一般具備受從過熱器排出的過熱狀態的工作介質（過熱蒸汽）旋轉驅動的螺旋轉子，為了該螺旋轉子的潤滑等而供給潤滑油。因此，在從膨脹機排出的工作介質中混入有微量的潤滑油，該混入了潤滑油的工作介質在被冷凝器冷凝后被向蒸發器及過熱器送出。

如上述那樣，由于對蒸發器及過熱器供給混入有潤滑油的工作介質，所以從工作介質分離的潤滑油有可能積存在蒸發器或過熱器中。特別是，在過熱器中，由于幾乎全部的工作介質以蒸汽的狀態流通，所以潤滑油不易伴隨著工作介質，可以想到潤滑油容易積存。如果潤滑油積存在過熱器中，則熱交換的傳熱面積減小，熱交換量下降，所以導致從過熱器排出的工作介質（過熱蒸汽）的溫度、壓力的下降，進而帶來發電效率的下降。

發明內容

本發明是鑒于上述那樣的情況而做出的，目的是提供一種能夠有效地防止起因于潤滑油積存在過熱器中的發電效率的下降的發電裝置及其控制方法。

作為用來解決上述課題的技術方案，本發明的發電裝置具備：蒸發器，通過從外部供給的加熱介質使工作介質的至少一部分蒸發；過熱器，通過從外部供給的加熱介質使從上述蒸發器排出的工作介質成為過熱狀態；膨脹機，包括轉子，所述轉子受通過上述過熱器成為過熱狀態的工作介質的膨脹能量旋轉驅動；發電機，從上述膨脹機得到動力而發電；冷凝器，通過從外部供給的冷卻介質使從上述膨脹機排出的工作介質冷凝；泵，將從上述冷凝器排出的工作介質向上述蒸發器送出；油分離器，配置在上述膨脹機與上述冷凝器之間或上述膨脹機與上述過熱器之間，將混入在從上述膨脹機排出的工作介質中的潤滑油從工作介質分離；旁通通路，將上述過熱器與上述油分離器連接；旁通閥，將上述旁通通路開閉；控制機構，通過控制上述旁通閥的開閉，執行將積存在上述過熱器的上游部中的潤滑油向上述油分離器引導的排油控制。

此外，本發明的發電裝置的控制方法，是控制發電裝置的方法，所述發電裝置具備：蒸發器，通過從外部供給的加熱介質使工作介質的至少一部分蒸發；過熱器，通過從外部供給的加熱介質使從上述蒸發器排出的工作介質成為過熱狀態；膨脹機，包括轉子，所述轉子受通過上述過熱器成為過熱狀態的工作介質的膨脹能量旋轉驅動；發電機，從上述膨脹機得到動力而發電；冷凝器，通過從外部供給的冷卻介質使從上述膨脹機排出的工作介質冷凝；泵，將從上述冷凝器排出的工作介質向上述蒸發器送出；油分離器，配置在上述膨脹機與上述冷凝器之間或上述膨脹機與上述過熱器之間，將混入在從上述膨脹機排出的工作介質中的潤滑油從工作介質分離；旁通通路，將上述過熱器與上述油分離器連接；旁通閥，將上述旁通通路開閉；上述控制方法包括通過將上述旁通閥打開、將積存在上述過熱器的上游部中的潤滑油經由上述旁通通路向上述油分離器引導的排油工序。

根據這些發明，通過隨著排油控制（排油工序）將旁通閥打開，將積存在過熱器的上游部中的潤滑油經過旁通通路向油分離器引導，所以在發電裝置的運轉中，避免在過熱器中積存較多的潤滑油而熱交換量下降的情況。由此，能夠防止從過熱器排出、向膨脹機供給的工作介質（過熱蒸汽）的溫度、壓力下降，能夠良好地維持發電機的發電效率。

在上述發電裝置中，優選的是，上述控制機構構成為，能夠在上述發電機的發電的開始時及結束時的至少一個時間執行上述排油控制。

在上述控制方法中，優選的是，上述排油工序在上述發電機的發電的開始時及結束時的至少一個時間執行。

根據這些技術方案，由于在發電的開始時或結束時執行排油控制（排油工序），所以能夠將過熱器內的潤滑油排出后進行實質的發電，能夠可靠地防止發電裝置的運轉中的發電效率的下降。

在上述發電裝置中，上述控制機構在上述發電機的發電的開始時執行排油控制的情況下，更優選的是，在對上述過熱器供給加熱介質及工作介質后將上述旁通閥打開。