[發明專利]旋轉機驅動系統

有效

• 申請號: 201410161742.2
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN104110283A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 足立成人;松村昌義;成川裕
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: F01K23/02
• 分類號: F01K23/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;李婷

技術領域

本發明涉及旋轉機驅動系統。

背景技術

以往，已知有下述旋轉機驅動系統：具備多個膨脹機、和由從這些膨脹機取出的動力驅動的旋轉機。例如，在日本·特表2011－511209號中，公開了下述旋轉機驅動系統：具備由蒸汽構成的加熱介質循環的加熱介質回路、動作介質循環的低溫ORC系統和發電機。加熱介質回路具有鍋爐、被導入加熱介質的蒸汽膨脹機、和將加熱介質向鍋爐輸送的供水泵，從蒸汽膨脹機取出動力。低溫ORC系統具有使動作介質蒸發的蒸汽冷凝器－ORC供水加熱器－蒸發器、從蒸汽冷凝器－ORC供水加熱器－蒸發器流出的動作介質流入的ORC膨脹機、使從ORC膨脹機流出的動作介質冷凝的加熱降低器－冷凝器、和將從加熱降低器－冷凝器流出的動作介質加壓并向蒸汽冷凝器－ORC供水加熱器－蒸發器送出的ORC供水泵，從ORC膨脹機取出動力。發電機連接在蒸汽膨脹機及ORC膨脹機上，由從兩膨脹機取出的動力驅動。并且，從蒸汽膨脹機排出的加熱介質被向蒸汽冷凝器－ORC供水加熱器－蒸發器導入，在這里使動作介質蒸發。即，在該旋轉機驅動系統中，將從蒸汽膨脹機排出的加熱介質的能量用于ORC膨脹機的驅動。

如上述先行技術那樣，在具有兩個膨脹機的蘭肯循環的結構中，向蒸汽膨脹機流入前的加熱介質具有的能量被用于由蒸汽膨脹機的最大量的動力的取出，其剩余的量被用于由ORC膨脹機的動力的取出。在此情況下，從蒸汽膨脹機取出較大的動力，另一方面，從ORC膨脹機僅能夠取出相比由蒸汽膨脹機取出的動力非常小的動力。因此，在從各膨脹機取出的動力的總和的觀點看，可以考慮在該過程中有改善的余地。

發明內容

本發明的目的是提高從多個膨脹機取出的動力的總和。

為了解決上述課題，本發明者們調查了第一膨脹機的排熱溫度、即從第一膨脹機排出的加熱介質的溫度（以下，稱作“排熱溫度”）與從各膨脹機取出的動力的關系，確認了如果勉強進行上述排熱溫度變高那樣的控制，則大體上處于由第二膨脹機取出的動力的增大量比由第一膨脹機取出的動力的減少量大的傾向。所以，本發明者們想到，通過不是以由第一膨脹機取出最大量的動力的方式利用加熱介質的能量、而是將在由第一膨脹機取出最大量的動力時利用的加熱介質的能量的一部分轉作由第二膨脹機取出動力時的利用量，能夠提高從各膨脹機取出的動力的總和。

本發明是根據這樣的觀點做出的，提供一種旋轉機驅動系統，具備：第一膨脹機，被導入由蒸汽構成的加熱介質；蒸發器，通過由從上述第一膨脹機排出的加熱介質將動作介質加熱，使該動作介質蒸發；第二膨脹機，從上述蒸發器流出的動作介質流入；冷凝器，使從上述第二膨脹機排出的動作介質冷凝；泵，將從上述冷凝器流出的動作介質加壓，向上述蒸發器送出；旋轉驅動部，由上述第一膨脹機及上述第二膨脹機驅動；和控制部，將上述第一膨脹機的排熱溫度向使上述第一膨脹機的輸出與上述第二膨脹機的輸出的合計變得更大的方向控制。

在本發明中，控制部將上述第一膨脹機的排熱溫度向使上述第一膨脹機的輸出與上述第二膨脹機的輸出的合計變得更大的方向控制。即，控制部進行與以往相比抑制從第一膨脹機排出后的加熱介質的溫度相對于向第一膨脹機流入前的加熱介質的溫度的下降的控制。因此，由第一膨脹機取出的動力比能夠由該第一膨脹機取出的最大量的動力減少。但是，通過將從第一膨脹機排出的加熱介質具有的能量由第二膨脹機有效地利用，由第二膨脹機取出的動力增大由第一膨脹機取出的動力的減少量以上，所以從兩膨脹機取出的動力的總和增大。換言之，在本發明中，將在由第一膨脹機取出最大量的動力時利用的加熱介質的能量的一部分轉作由第二膨脹機取出動力時的利用量。由此，由第二膨脹機取出的動力增加，所以從兩膨脹機取出的動力的總和增加。具體而言，如果第一膨脹機的排熱溫度、即從第一膨脹機排出的加熱介質的溫度變高，則該加熱介質在蒸發器內與動作介質熱交換時對該動作介質施加的熱量增加。于是，由蒸發器的動作介質的蒸發量增加。結果，向第二膨脹機流入的動作介質具有的能量、即由該第二膨脹機取出的動力增大。由此，從兩膨脹機取出的動力的總和增加。

在此情況下，也可以是，上述控制部通過控制上述第一膨脹機的轉速來控制上述第一膨脹機的排熱溫度。

或者，也可以是，還具備旁通流路和旁通閥，所述旁通流路將上述第一膨脹機旁通，所述旁通閥設在該旁通流路中；上述控制部通過調整上述旁通閥的開度來控制上述第一膨脹機的排熱溫度。

此外，在本發明中，也可以是，上述旋轉驅動部包括第一旋轉機和第二旋轉機，所述第一旋轉機連接在上述第一膨脹機上，所述第二旋轉機與上述第一旋轉機分體地構成且連接在上述第二膨脹機上。