[發(fā)明專利]朗肯循環(huán)系統(tǒng)的儲液罐壓力的控制方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911327369.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110953779B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳火雷;孔祥花;李敏;隋博
• 申請（專利權(quán)）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李慧引

本申請?zhí)峁┮环N朗肯循環(huán)系統(tǒng)的儲液罐壓力的控制方法和裝置，根據(jù)膨脹機(jī)入口的工質(zhì)參數(shù)，膨脹機(jī)的絕熱效率和膨脹機(jī)出口的工質(zhì)壓強(qiáng)，計算出膨脹機(jī)出口的工質(zhì)溫度，用膨脹機(jī)出口的工質(zhì)參數(shù)，冷凝器的換熱量和工質(zhì)的物理特性，計算出冷凝器的工質(zhì)出口溫度，根據(jù)基礎(chǔ)壓力值對應(yīng)的工質(zhì)飽和液溫度和過冷度計算出目標(biāo)溫度后，將冷凝器的工質(zhì)出口溫度和目標(biāo)溫度進(jìn)行匹配；若匹配成功，將儲液罐壓力調(diào)整為基礎(chǔ)壓力值；若匹配失敗，修正基礎(chǔ)壓力值，并將儲液罐壓力調(diào)整為修正后的壓力值；修正后的壓力值對應(yīng)的工質(zhì)飽和液溫度，等于冷凝器的工質(zhì)出口溫度與過冷度之和。本方案通過控制儲液罐的壓力維持儲液罐中的工質(zhì)的過冷度，從而消除儲液罐中工質(zhì)的氣泡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種朗肯循環(huán)系統(tǒng)的儲液罐壓力的控制方法和裝置。

背景技術(shù)

朗肯循環(huán)系統(tǒng)是一種動力循環(huán)系統(tǒng)，包括工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和儲液罐。儲液罐的工質(zhì)在工質(zhì)泵中被壓縮升壓，然后進(jìn)入蒸發(fā)器被加熱成過熱蒸汽，過熱蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)做功，做功后的低壓蒸汽在冷凝器中被冷凝后進(jìn)入儲液罐，完成一個循環(huán)。

在朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，儲液罐存儲的工質(zhì)有時會夾雜有氣泡，而這些夾雜的氣泡會顯著的降低工質(zhì)泵的效率，進(jìn)而導(dǎo)致工質(zhì)泵消耗的功增加，系統(tǒng)整體的效率降低。

因此，為了提高朗肯循環(huán)系統(tǒng)的效率，目前亟需一種消除儲液罐存儲的工質(zhì)中的氣泡的方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種朗肯循環(huán)系統(tǒng)的儲液罐壓力的控制方法和裝置，通過控制儲液罐的壓力維持儲液罐中的工質(zhì)的過冷度，從而消除儲液罐中工質(zhì)的氣泡。

本發(fā)明第一方面提供一種朗肯循環(huán)系統(tǒng)的儲液罐壓力的控制方法，所述朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器、儲液罐、工質(zhì)泵，所述控制方法包括：

根據(jù)所述膨脹機(jī)入口處的工質(zhì)的參數(shù)，所述膨脹機(jī)的絕熱效率和所述膨脹機(jī)出口處的工質(zhì)的壓強(qiáng)，計算得到所述膨脹機(jī)出口處的工質(zhì)的溫度；

利用所述膨脹機(jī)出口處的工質(zhì)的溫度和壓強(qiáng)，所述冷凝器的換熱量以及所述工質(zhì)的物理特性，計算得到所述冷凝器的工質(zhì)出口溫度；

將所述冷凝器的工質(zhì)出口溫度和目標(biāo)溫度進(jìn)行匹配；其中，所述目標(biāo)溫度等于基礎(chǔ)壓力值對應(yīng)的工質(zhì)飽和液溫度和預(yù)設(shè)的過冷度之差；

若所述冷凝器的工質(zhì)出口溫度和所述目標(biāo)溫度匹配成功，將所述基礎(chǔ)壓力值確定為所述儲液罐的目標(biāo)壓力值；

若所述冷凝器的工質(zhì)出口溫度和所述目標(biāo)溫度匹配失敗，根據(jù)所述冷凝器的工質(zhì)出口溫度和所述目標(biāo)溫度修正所述基礎(chǔ)壓力值，得到修正后的壓力值，并將所述修正后的壓力值確定為所述儲液罐的目標(biāo)壓力值；其中，所述修正后的壓力值對應(yīng)的工質(zhì)飽和液溫度，等于所述冷凝器的工質(zhì)出口溫度與所述過冷度之和；

將所述儲液罐的壓力調(diào)整為所述儲液罐的目標(biāo)壓力值。

可選的，計算所述冷凝器的換熱量的方法包括：

計算所述冷凝器的冷卻液進(jìn)口溫度和冷卻液出口溫度的差值，得到所述冷凝器的冷卻液溫差；

用所述冷凝器的冷卻液流量，所述冷卻液溫差以及所述冷卻液的比熱容，計算得到所述冷凝器單位時間內(nèi)的冷卻液吸熱量；

根據(jù)所述冷凝器單位時間內(nèi)的冷卻液吸熱量和所述冷凝器的換熱效率，計算得到所述冷凝器的換熱量。

可選的，所述儲液罐包括工質(zhì)腔，壓縮空氣腔，以及設(shè)置于所述工質(zhì)腔和所述壓縮空氣腔之間的活動隔板，所述壓縮空氣腔通過空氣閥與壓縮空氣罐連接；

其中，所述將所述儲液罐的壓力調(diào)整為所述儲液罐的目標(biāo)壓力值，包括：

根據(jù)所述儲液罐的目標(biāo)壓力值調(diào)整所述空氣閥的開度，使所述空氣閥的開度和所述儲液罐的目標(biāo)壓力值相匹配。