发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种发电系统。在一个实施例中，该发电系统包括：流分割单元，被配置为将向流分割单元供应的第一热量媒介分割为第一流路径和第二流路径；以及热量累积单元，被配置为累积经由第二流路径向热量累积单元发送的第一热量媒介，并且以时间上平均化的流速递送第一热量媒介。系统还包括：热量交换单元，被配置为将热量从经由第一流路径向热量交换单元发送的第一热量媒介和从热量累积单元向热量交换单元递送的第一热量媒介传输到第二热量媒介，第二热量媒介的沸点比第一热量媒介的沸点低；以及涡轮，被配置为通过已经由热量交换单元向其传输热量的第二热量媒介来旋转地移动。
【专利说明】发电系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并主张在2012年7月20日提交的日本在先专利申请N0.2012-162120的优先权；该申请的全部内容通过弓I用方式并入到本文中。
【技术领域】
[0003]本文中描述的实施例总体上涉及发电系统。
【背景技术】
[0004]从钢铁厂的熔炉中排放的熔渣被冷却，并且随后通过粉碎机粉碎并被用作混凝土或浙青的混合成分。作为冷却熔渣的一种方法，例如采用通过向熔渣洒水等来强制冷却熔渣的方法。当冷却熔渣时，间歇地生成大量的蒸汽，并且这样的蒸汽被原样释放到大气中而没有利用蒸汽的热量，从而导致能源损失。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种发电系统。该发电系统包括:流分割单兀，被配置为将向所述流分割单元供应的第一热量媒介分割为第一流路径和第二流路径；热量累积单元，被配置为累积经由所述第二流路径向所述热量累积单元发送的第一热量媒介，并且以在时间上被平均化的流速递送所述第一热量媒介；热量交换单元，被配置为将热量从经由所述第一流路径向所述热量交换单元发送的第一热量媒介和从所述热量累积单元向所述热量交换单元递送的第一热量媒介传输到第二热量媒介，所述第二热量媒介的沸点比所述第一热量媒介的沸点低；以及涡轮，被配置为通过具有已经由所述热量交换单元传输的热量的第二热量媒介来旋转地移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是说明了根据第一实施例的发电系统的功能配置的图示。
[0007]图2是解释了根据第一实施例的在发电系统中的蒸汽供应源的图表。
[0008]图3是说明了根据第二实施例的发电系统的配置的图示。
[0009]图4是说明了根据第三实施例的发电系统的配置的图示。
[0010]图5是说明了根据第四实施例的发电系统的配置的图示。
[0011]图6是说明了根据第五实施例的发电系统的配置的图示。
[0012]图7是说明了根据第六实施例的发电系统的配置的图示。
[0013]图8是说明了根据第七实施例的发电系统的配置的图示。
[0014]图9是说明了根据第八实施例的发电系统的配置的图示。
[0015]图10是说明了根据第九实施例的发电系统的配置的图示。
[0016]图11是说明了根据第十实施例的发电系统的配置的图示。
[0017]图12是说明了根据第十一实施例的发电系统的配置的图示。【具体实施方式】
[0018]如上所述，存在未有效利用大量间歇生成的蒸汽而导致能量损失的问题。提出在这里描述的实施例来解决上述问题，并且它们的目的在于提供一种发电系统，所述发电系统能够使用具有在时间上不稳定供应的蒸汽生成源有效地获取电能。
[0019]在一个实施例中，一种发电系统包括:流分割单元，被配置为将向所述流分割单元供应的第一热量媒介分割为第一流路径和第二流路径；以及热量累积单元，被配置为累积经由所述第二流路径向所述热量累积单元发送的第一热量媒介，并且以被在时间上平均化(level)的流速递送所述第一热量媒介。所述系统还包括:热量交换单元，被配置为将热量从经由所述第一流路径向所述热量交换单元发送的第一热量媒介和从所述热量累积单元向所述热量交换单元递送的第一热量媒介传输到第二热量媒介，所述第二热量媒介的沸点比所述第一热量媒介的沸点低；以及涡轮，被配置为通过已经由所述热量交换单元向其传输热量的第二热量媒介来旋转地移动。
[0020]在实施例的发电系统中，例如从高炉中排放的废热蒸汽被用作蒸汽生成源。在这种情况下，当直接利用蒸汽生成源的蒸汽时，在废热蒸汽中混入的固态物质、粉尘和灰尘不利地影响整个发电系统。因此，在实施例的发电系统中，热量交换单元被用于将废热蒸汽的热量回收到低沸点媒介，并且这样获得热能的低沸点媒介被用于驱动蒸汽涡轮来生成电能。系统还实现了以相对较低的温度(例如大约200°C或更低)来有效利用从工厂和高炉生成的废能量。换言之，实现了二元发电系统，其利用了蒸汽(第一热量媒介)作为废能量和低熔点媒介(沸点比第一热量媒介低的第二热量媒介)
[0021](第一实施例的配置)
[0022]在下文中，将参照附图详细描述第一实施例的发电系统。如图1中所示，本实施例的发电系统I包括第一系统(图1中的“I”)和第二系统(图1中的“II”)，所述第一系统在时间上平均化从蒸汽供应源10给出的蒸汽的供应量(能量的量)，并且所述第二系统利用从第一系统接收的能量进行工作。
[0023]第一系统包括蒸汽供应源10、蒸汽分割单元U、热量累积单元12、第一热量交换单元13、第二热量交换单元14和排水存储单元15。蒸汽供应源10生成用于第一系统的热量媒介并且将热量媒介供应到第一系统。作为用于第一系统的热量媒介(第一热量媒介)例如可以使用从工厂或高炉生成的蒸汽(水蒸汽)。从蒸汽供应源10供应的蒸汽的供应量并不总是需要是稳定的，而是可以使用具有时间上不稳定供应量的蒸汽生成源。蒸汽供应源10将所生成的蒸汽发送到蒸汽分割单元11。
[0024]蒸汽分割单元11将从蒸汽供应源10供应的蒸汽分割为多条路径。在图1中所示的实施例中，蒸汽分割单元11将来自蒸汽供应源10的蒸汽分割为两个路径，并且将经分割的蒸汽分别发送到热量累积单元12和第一热量交换单元13。蒸汽分割单元11还包括检测来自蒸汽供应源10的蒸汽的供应量的机构、以及打开和关闭经分割的路径的阀机构。更具体而言，当来自蒸汽供应源10的蒸汽的供应量超过预定值时，蒸汽分割单元11打开(open)这两个路径；并且当来自蒸汽供应源10的蒸汽的供应量变为小于等于预定值时，蒸汽分割单元11闭合(close)到热量累积单元12的路径。换言之，当来自蒸汽供应源10的蒸汽的供应量超过标准时，蒸汽分割单元11进行动作以将多余量的蒸汽发送到热量累积单元12。[0025]热量累积单元12具有从蒸汽分割单元11接收蒸汽并且累积热能等的功能，例如蒸汽累积器。热量累积单元12累积从蒸汽分割单元11给出的蒸汽，并且从而进行动作来在时间上平均化蒸汽的供应量。在热量累积单元12中累积的蒸汽被发送到第二热量交换单元14。
[0026]第一热量交换单元13从蒸汽分割单元11接收蒸汽，并且与第二系统中的媒介交换热量。第二热量交换单元14从热量累积单元12接收蒸汽，并且与第二系统中的媒介交换热量。更具体而言，第一系统中的热能被通过使用来自蒸汽供应源10的蒸汽进行热量交换的第一热量交换单元13和通过使用由热量累积单元12在时间上平均化的蒸汽进行热量交换的第二热量交换单元14转移到第二系统。
[0027]排水存储单元15回收已经经过第一热量交换单元13和第二热量交换单元14中的热量交换的蒸汽。由排水存储单元15回收的蒸汽(水)可以被用作冷却水来生成蒸汽供应源10中的蒸汽或者可以被用于另一个系统中。
[0028]第二系统包括第一热量交换单元13、第二热量交换单元14、涡轮单元16、第三热量交换单元17、发电单元18和冷却水系统19。第二系统循环比在第一系统中使用的蒸汽沸点低的媒介(在下文中，被称为“低沸点媒介”、“第二热量媒介”)，从而第一热量交换单元13和第二热量交换单元14将热能从第一系统转移到第二系统。因此，第一热量交换单元13和第二热量交换单元14生成低沸点媒介的蒸汽。作为第二系统中的低沸点媒介，例如可以使用诸如HFC之类的氯氟烃的替代或诸如丁烷之类的烃类物质。
[0029]涡轮单元16将已经从第一系统接收到热能的低沸点媒介的能量转换为旋转动能。更具体而言，由第一热量交换单元13和第二热量交换单元14生成的低沸点媒介的蒸汽生成涡轮轴的旋转移动。发电单元18连接到涡轮单元16的旋转轴，从而旋转轴的旋转移动生成电能。
[0030]第三热量交换单元17进行动作以冷却在涡轮单元16中进行工作的低沸点媒介，并且将经冷却的低沸点媒介返回到第一热量交换单元13和第二热量交换单元14。冷却水系统19是循环用于第三热量交换系统17的冷却水以从低沸点媒介中回收热能的系统。
[0031](第一实施例的操作)
[0032]下面将参照图1和图2描述本实施例的发电系统的操作。蒸汽供应源10的特征在于其将蒸汽供应到第一系统，但蒸汽的供应量是在时间上不稳定的，如图2中的实线所示。
[0033]当接收如图2中所示的流速的蒸汽时，如果所接收到的蒸汽的流速超过每小时的平均流速(图2中的“平均”)，则蒸汽分割系统11将所接收到的蒸汽供应给第一热量交换单元13和热量累积单元12两者，并且如果所收到的蒸汽的流速低于每小时的平均流速，则蒸汽分割系统11将所接收到的蒸汽仅供应到第一热量交换单元13。
[0034]第一热量交换单元13将热量从所接收到的蒸汽传输到第二系统中的低沸点媒介，并且从而将热能转移到第二系统。另一方面，热量累积单元12接收从蒸汽分割单元11间歇发送的蒸汽，将蒸汽作为热水累积，并且将已经被减压的蒸汽发送到第二热量交换单元14。换言之，热量累积单元12在时间上平均化间歇的蒸汽供应，并且将经过在时间上平均化的蒸汽供应到第二热量交换单元14。第二热量交换单元14将热量从由热量累积单元12接收的蒸汽传输到第二系统中的低沸点媒介，并且从而将热能转移到第二系统。第一热量交换单元13和第二热量交换单元14将在热量交换之后的蒸汽发送到排水存储单元15。[0035]在这种情况下，第二热量交换单元14执行热量交换的第一系统中的蒸汽是超过蒸汽分割系统11中的平均流速并且被热量累积单元12在时间上平均化的蒸汽，并且因此超过平均流速的蒸汽的热能将被延迟并且被转移到第二系统，如图2中的斜线部分所示。作为结果，第二系统能够接收在时间上被平均化的热能。
[0036]第一热量交换单元13和第二热量交换单元14将第二系统中的低沸点媒介转换为蒸汽，并且将蒸汽发送到涡轮单元16。涡轮单元16利用所接收到的低沸点媒介的蒸汽进行工作，从而发电单元18生成电能。已经在涡轮单元16中进行工作的低沸点媒介的蒸汽被发送到第三热量交换单元17并且被冷却，并且被返回到第一热量交换单元13和第二热量交换单元14。冷却水系统19将冷却水发送到第三热量交换单元17，以冷却第二系统中的低沸点媒介。
[0037]如上所述，根据本实施例的发电系统，所给出的蒸汽被分割为蒸汽被直接进行热量转换的路径和由热量累积单元对蒸汽的供应量进行在时间上平均化的路径。此外，根据本实施例的发电系统，提供热量累积单元以平均化多余(或流速超过预定水平)的给定蒸汽。因此，即便是在时间上不稳定的蒸汽供应源也能够实现稳定的热量转换并且从而实现发电。
[0038](第二实施例的配置)
[0039]接下来，将参照图3描述第二实施例的发电系统的配置。通过使得第一实施例的发电系统在形状上变得更紧密来实现本实施例的发电系统。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第一实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。
[0040]在本实施例的发电系统102中，蒸汽分割系统11包括检测从蒸汽供应源10接收的蒸汽的流速的检测部件111、以及控制被分割的蒸汽的流速的压力调整阀112、113。热量累积单元12具有控制流入其中的蒸汽的流速的蒸汽累积器调整阀121、累积所接收的蒸汽的蒸汽累积器122、以及控制要被递送的蒸汽的流速的蒸汽累积器调整阀123。
[0041]第一热量交换单元13具有主蒸发器131和回流阀132，所述主蒸发器131从蒸汽分割单元11的压力调整阀112接收蒸汽，并且所述回流阀132排出已经在主蒸发器131中传输了热量的蒸汽并且防止蒸汽的回流。类似地，第二热量交换单元14具有预加热器141和回流阀142，所述预加热器141从热量累积单元12的蒸汽累积器调整阀123接收蒸汽，并且所述回流阀142排出已经在预加热器141中传输了热量的蒸汽并且防止蒸汽的回流。需要注意的是，预加热器141和主蒸发器131串联连接，从而由预加热器141首先预加热第二系统中的低沸点媒介，并且随后由主蒸发器131将所述低沸点媒介转换为蒸汽。第一热量交换单元13和第二热量交换单元14的回流阀132和142的输出均被引到排水存储单元15。
[0042]涡轮单元16具有调整给定蒸汽的流速的蒸汽控制阀161和通过从蒸汽控制阀161接收低沸点媒介的蒸汽来进行工作的媒介涡轮162。媒介涡轮162像发电单元18那样与媒介涡轮发电机181共轴连接，从而媒介涡轮162的旋转使得媒介涡轮发电机181生成电力。
[0043]第三热量交换单元17具有冷凝器171和媒介泵172，所述冷凝器171接收从媒介涡轮162排放的低沸点媒介的蒸汽并且对所接收到的蒸汽进行冷凝，所述媒介泵172将已经通过冷凝器171液化的低沸点媒介发送到预加热器141。冷却水系统19具有冷却塔191和冷却水泵192，所述冷却塔191冷却冷凝器171已经从低沸点媒介回收热量的媒介(蒸汽)，并且所述冷却水泵192将从冷却塔191输出的冷却水再次发送到冷凝器171。
[0044](第二实施例的操作)
[0045]当从蒸汽供应源10接收处于在时间上不稳定的流速的蒸汽时，蒸汽分割单元11的检测部件111检测蒸汽的流速，并且控制压力调整阀113调整到热量累积单元12的蒸汽的流速。例如，当从蒸汽供应源10接收到的蒸汽超过平均流速时，检测部件111控制压力调整阀113以便将蒸汽发送到热量累积单元12，并且当蒸汽低于平均流速时，检测部件111控制压力调整阀113停止到热量累积单元12的蒸汽。作为结果，主蒸发器131将始终接收平均流速或低于平均流速的蒸汽。
[0046]当经由蒸汽累积器调整阀121从蒸汽分割单元11接收蒸汽时，蒸汽累积器122累积蒸汽作为热水，并且将已经被减压的蒸汽经由蒸汽累积器调整阀123发送到预加热器
141。作为结果，预加热器141将接收已经使其压力低于从蒸汽供应源10接收的蒸汽并且已经被在时间上平均化的蒸汽。
[0047]在本实施例中，由于已经使得从蒸汽累积器122输出的蒸汽在压力上低于从蒸汽供应源10给出的蒸汽，因此预加热器141向第二系统给出的热能低于主蒸发器131向第二系统给出的热能。因此，预加热器141被放置在第二系统中的主蒸发器131的上游侧上。更具体而言，预加热器141使用从蒸汽累积器122输出的蒸汽，对已经被由冷凝器171冷却的低沸点媒介进行预加热，并且将经过预加热的蒸汽发送到主蒸发器131。主蒸发器131使用从蒸汽供应源10接收的蒸汽，对由预加热器141预加热的低沸点媒介进行蒸发，并且将被蒸发的低沸点媒介发送到媒介涡轮162。
[0048]媒介涡轮162经由蒸汽控制阀161接收低沸点媒介的蒸汽，并且生成旋转移动，从而与媒介涡轮162相连接的媒介涡轮发电机181生成电力。从媒介涡轮162排放的低沸点媒介的蒸汽被冷凝器171冷却，并且被媒介泵172返回到预加热器141。冷凝器171将从低沸点媒介回收热能的冷却水发送到冷却塔191，并且冷却水泵192将由冷却塔191冷却的冷却水返回到冷凝器171。
[0049]在本实施例的发电系统中，提供检测部件111和压力调整阀113，以便与间歇蒸汽生成模式相对应地将平均流速或高于平均流速的多余蒸汽发送到蒸汽累积器122。此外，蒸汽累积器122进行动作以经由预加热器141补偿主蒸发器131中的蒸汽的不足。从而，即使从蒸汽供应源10发送的蒸汽并不稳定而是间歇的，也能够获得稳定的电力输出。
[0050](第三实施例)
[0051]接下来，将参照图4详细描述第三实施例的发电系统。通过修改第二实施例的发电系统中的第三热量交换单元17的配置来实现本实施例的发电系统103。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第二实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。如图4中所示，本实施例的发电系统中的第三热量交换单元37除了具有冷凝器171和媒介泵172之外，还具有再生器173。
[0052]再生器173接收已经在媒介涡轮162中工作的低沸点媒介，并且将热能传输到由媒介泵172发送的低沸点媒介。已经获取热能的低沸点媒介在冷凝器171中被冷却，并且被由媒介泵172返回到再生器173。本实施例的第三热量交换单元37能够增加已经在第二系统中工作的低沸点媒介的冷却效率，从而提高发电效率。
[0053](第四实施例)[0054]接下来，将参照图5详细描述第四实施例的发电系统。可以通过修改第二实施例的发电系统中的第一热量交换单元13和第二热量交换单元14的配置来实现本实施例的发电系统204。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第二实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。
[0055]如图5中所示，在本实施例的发电系统204中，第一热量交换单元43具有从蒸汽分割单元11的压力调整阀112接收蒸汽的主蒸发器431、以及排放已经传输在主蒸发器431中热量的蒸汽并且防止蒸汽的回流的回流阀132。类似地，第二热量交换单元44具有经由热量累积单元12的蒸汽累积器调整阀123接收蒸汽的次蒸发器441、以及排放已经传输在次蒸发器441中热量的蒸汽并且防止蒸汽的回流的回流阀142。第一热量交换单元43和第二热量交换单元44的回流阀132和142的输出均被引到排水存储单元15。
[0056]在本实施例的发电系统204中，从媒介泵172递送的第二系统中的低沸点媒介被发送到第一热量交换单元43的主蒸发器431，并且还被发送到第二热量交换单元44的次蒸发器441。随后，由主蒸发器431和次蒸发器441通过热量交换生成的低沸点媒介的蒸汽经由涡轮单元16的蒸汽控制阀161被分别发送到媒介涡轮162。换言之，第一热量交换单元43和第二热量交换单元44相对于第二系统彼此并行地连接，并且单独生成用于第二系统的低沸点媒介的蒸汽。
[0057]本实施例优选用于从蒸汽累积器122输出的蒸汽(热能)的压力和从蒸汽供应源10给出的蒸汽(热能)的压力之间的差相对较小的情况。更具体而言，当来自蒸汽供应源10的蒸汽的流速原本较大并且受蒸汽累积器122的压力减小的影响较小时，主蒸发器431和次蒸发器441执行热量交换的能力相同。在这种情况中，无需像第二实施例中的那样，通过预加热器141和主蒸发器131的两阶段配置来在第二系统中加热低沸点媒介。在这种情况中，主蒸发器431和次蒸发器441能够直接将蒸汽分别发送到本实施例的发电系统204中的涡轮单元16。
[0058]而且在本实施例的发电系统中，即使如果从蒸汽供应源10生成的蒸汽并不稳定而是间歇的，也能够获取稳定的电力输出。特别是在来自蒸汽供应源10的蒸汽的流速较大并且能够获取来自蒸汽累积器122的较大输出的情况下，本实施例的发电系统是有效的。
[0059](第五实施例)
[0060]接下来，将参照图6详细描述第五实施例的发电系统。通过修改第四实施例的发电系统中的第三热量交换单元17的配置来实现本实施例的发电系统205。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第四实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。如图6中所示，本实施例的发电系统中的第三热量交换单元37除了具有冷凝器171和媒介泵172之外，还具有再生器173。
[0061]再生器173接收已经在媒介涡轮162中工作的低沸点媒介，并且将热能传输到由媒介泵172发送的低沸点媒介。已经获取热能的低沸点媒介在冷凝器171中被冷却，并且被由媒介泵172返回到再生器173。本实施例的第三热量交换单元37能够提高已经在第二系统中工作的低沸点媒介的冷却效率，从而提高发电效率。
[0062](第六实施例)
[0063]接下来，将参照图7详细描述第六实施例的发电系统。可以通过修改第四实施例的发电系统中的涡轮单元16的配置来实现本实施例的发电系统306。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第四实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。
[0064]如图7中所示，在本实施例的发电系统中的涡轮单元66具有调整来自主蒸发器431的蒸汽的流速的蒸汽控制阀661、以及通过从蒸汽控制阀661接收低沸点媒介的蒸汽来进行工作的媒介涡轮662。媒介涡轮662像发电单元18那样与媒介涡轮发电机181共轴连接，从而媒介涡轮662的旋转使得媒介涡轮发电机181生成电力。媒介涡轮662包括高压蒸汽入口 662a和中间压力蒸汽入口 662b，蒸汽控制阀661的输出连接到所述高压蒸汽入口662a，并且所述中间压力蒸汽入口 662b接收压力比经由蒸汽控制阀661接收的蒸汽的压力低的蒸汽。
[0065]在本实施例的发电系统306中，从媒介泵172递送的第二系统中的低沸点媒介被发送到第一热量交换单元43的主蒸发器431，并且还被发送到第二热量交换单元44的次蒸发器441。随后，由主蒸发器431和次蒸发器441通过热量交换生成的低沸点媒介的蒸汽被分别发送到媒介涡轮662的高压蒸汽入口 662a和中间压力蒸汽入口 662b。换言之，第一热量交换单兀43的主蒸发器431和第二热量交换单兀44的次蒸发器441相对于第二系统彼此并行地连接，并且单独生成第二系统中的低沸点媒介的蒸汽。随后，主蒸发器431和次蒸发器441将所生成的低沸点媒介的蒸汽分别发送到作为混合压力涡轮的媒介涡轮662的高压蒸汽入口 662a和中间压力蒸汽入口 662b。
[0066]在从蒸汽累积器122输出的蒸汽的压力和从蒸汽供应源10给出的蒸汽的压力之差相对较大时，本实施例是优选的。更具体而言，当由次蒸发器441生成的第二系统中的低沸点媒介的压力低于由主蒸发器431生成的第二系统中的低沸点媒介的压力时，由主蒸发器431和次蒸发器441分别生成的蒸汽无法被引入到媒介涡轮662的相同点。因此，由次蒸发器441生成的在压力上低于由主蒸发器431生成的低沸点媒介的蒸汽压力的蒸汽被引入到媒介涡轮662的中间压力蒸汽入口 662b。
[0067]在本实施例的发电系统306中，主蒸发器431和次蒸发器441能够将蒸汽分别引入到媒介涡轮662的处于适当压力的部分。而且在本实施例的发电系统中，即使从蒸汽供应源10生成的蒸汽并不稳定而是间歇的，也能够获取稳定的电力输出。
[0068](第七实施例)
[0069]接下来，将参照图8详细描述第七实施例的发电系统。可以通过修改第六实施例的发电系统中的第三热量交换单元17的配置来实现本实施例的发电系统307。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第六实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。如图8中所示，本实施例的发电系统中的第三热量交换单元37除了具有冷凝器171和媒介泵172之外，还具有再生器173。
[0070]再生器173接收已经在媒介涡轮662中工作的低沸点媒介，并且将热能传输到由媒介泵172发送的低沸点媒介。已经获取热能的低沸点媒介在冷凝器171中被冷却，并且被媒介泵172返回到再生器173。本实施例的第三热量交换单元37能够提高已经在第二系统中工作的低沸点媒介的冷却效率，从而提高发电效率。
[0071](第八实施例)
[0072]接下来，将参照图9详细描述第八实施例的发电系统。可以通过布置第二实施例的发电系统102中的第一系统中的回压蒸汽涡轮115来实现本实施例的发电系统408。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第六实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。
[0073]如图9中所示，本实施例的发电系统408具有回压蒸汽涡轮115、发电机116和压力调整阀117，所述回压蒸汽涡轮115接收经由压力调整阀112发送的来自蒸汽供应源10的蒸汽和经由调整阀124发送的来自蒸汽累积器122的输出的蒸汽，所述发电机116通过回压蒸汽涡轮115的旋转移动来生成电力，并且所述压力调整阀117调整在回压蒸汽涡轮115中已经工作的蒸汽的排放流速。在回压蒸汽涡轮115的输入和压力调整阀112之间，布置了检测从压力调整阀112发送的蒸汽的流速的第二检测部件114，并且所述第二检测部件114被配置为能够根据检测结果控制通过调整阀124的蒸汽的流速。
[0074]当检测到来自压力调整阀112的蒸汽的流速小于等于足够旋转回压蒸汽涡轮115的流速时，第二检测部件114打开调整阀124来将蒸汽从蒸汽累积器122引入到回压蒸汽涡轮115的输入。换言之，第二检测部件114进行动作以控制调整阀124，从而保持回压蒸汽涡轮115的旋转。
[0075]第一热量交换单元83具有主蒸发器831和回流阀132，所述主蒸发器831接收经由压力调整阀117从回压蒸汽涡轮115发送的蒸汽，并且将热能转移到第二系统，并且所述回流阀132排出已经在主蒸发器831中传输热量的蒸汽，并且防止蒸汽的回流。类似地，第二热量交换单元84具有预加热器841和回流阀142，所述预加热器841从热量累积单元12的蒸汽累积器调整阀123接收蒸汽，并且所述回流阀142排出已经在预加热器841中传输热量的蒸汽并且防止蒸汽的回流。需要注意的是，预加热器841和主蒸发器831串联连接，从而由预加热器841首先预加热第二系统中的低沸点媒介，并且随后由主蒸发器831将所述低沸点媒介转换为蒸汽。第一热量交换单元83和第二热量交换单元84的回流阀132和142的输出均被引到排水存储单元15。
[0076]当从蒸汽供应源10接收处于在时间上不稳定的流速的蒸汽时，蒸汽分割单元11的检测部件111检测蒸汽的流速，并且控制压力调整阀113调整到热量累积单元12的蒸汽的流速。当经由蒸汽累积器调整阀121接收蒸汽时，热量累积单元12的蒸汽累积器122累积蒸汽，并且减小蒸汽的压力。因此蒸汽累积器122进行动作以在时间上平均化从蒸汽供应源10接收到的蒸汽。
[0077]在本实施例中，在从蒸汽累积器122输出的蒸汽的压力和从蒸汽供应源10给出的蒸汽的压力之间存在差异。因此，来自蒸汽供应源10的蒸汽被供应到回压蒸汽涡轮115以在那里进行工作。作为结果，可以使得经由压力调整阀117供应到主蒸发器831的蒸汽的压力更接近于经由蒸汽累积器调整阀123供应到预加热器841的蒸汽的压力。这有助于更有效地进行从第一系统到第二系统的能量传输。
[0078]根据本实施例的发电系统，使用回压蒸汽涡轮115，使得来自蒸汽供应源10的蒸汽的压力更接近于来自蒸汽累积器122的蒸汽的压力，从而能够提高整个发电系统的效率。
[0079](第九实施例)
[0080]接下来，将参照图10详细描述第九实施例的发电系统。通过修改第八实施例的发电系统中的第三热量交换单元17的配置来实现本实施例的发电系统409。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第八实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。如图10中所示，本实施例的发电系统中的第三热量交换单元37除了具有冷凝器171和媒介泵172之外，还具有再生器173。
[0081]再生器173接收已经在媒介涡轮162中工作的低沸点媒介，并且将热能传输到由媒介泵172发送的低沸点媒介。已经获取热能的低沸点媒介在冷凝器171中被冷却，并且被由媒介泵172返回到再生器173。本实施例的第三热量交换单元37能够提高已经在第二系统中工作的低沸点媒介的冷却效率，从而提高发电效率。
[0082](第十实施例的配置)
[0083]接下来，将参照图11详细描述第十实施例的发电系统。可以通过修改第八实施例的发电系统中的主蒸发器和预加热器的配置来实现本实施例的发电系统510。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第八实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。
[0084]如图11中所示，本实施例的发电系统510具有回压蒸汽涡轮115、发电机116和压力调整阀117，所述回压蒸汽涡轮115接收经由压力调整阀112发送的来自蒸汽供应源10的蒸汽和经由调整阀124发送的来自蒸汽累积器122的输出的蒸汽，所述发电机116通过回压蒸汽涡轮115的旋转移动来生成电力，并且所述压力调整阀117调整在回压蒸汽涡轮115中已经工作的蒸汽的排放流速。在压力调整阀112和回压蒸汽涡轮115的输入之间，布置了检测从压力调整阀112发送的蒸汽的流速的第二检测部件114，并且所述第二检测部件114被配置为能够根据检测结果控制通过调整阀124的蒸汽的流速。
[0085]当检测到来自压力调整阀112的蒸汽的流速小于等于足够旋转回压蒸汽涡轮115的流速时，第二检测部件114打开调整阀124来将蒸汽从蒸汽累积器112引入到回压蒸汽涡轮115的输入。换言之，第二检测部件114进行动作以控制调整阀124，从而保持回压蒸汽涡轮115的旋转。
[0086]第一热量交换单元93具有主蒸发器931，所述主蒸发器931接收经由压力调整阀117从回压蒸汽涡轮115发送的蒸汽和经由蒸汽累积器调整阀123从蒸汽累积器122发送的蒸汽，并且将热能转移到第二系统。第二热量交换单元94具有预加热器941，所述预加热器941接收主蒸发器931中的已经将热能传输到第二系统的蒸汽并且将热能传输到第二系统。已经在预加热器941中预加热第二系统中的低沸点媒介的蒸汽被发送到排水存储单元
15。预加热器941和主蒸发器931串联连接，从而由预加热器941首先预加热第二系统中的低沸点媒介，并且随后由主蒸发器931将所述低沸点媒介转换为蒸汽。
[0087](第十实施例的操作)
[0088]当从蒸汽供应源10接收处于在时间上不稳定的流速的蒸汽时，蒸汽分割单元11的检测部件111检测蒸汽的流速，并且控制压力调整阀113调整到热量累积单元12的蒸汽的流速。当经由蒸汽累积器调整阀121接收蒸汽时，热量累计单元12的蒸汽累积器122累积蒸汽，减小蒸汽的压力，并且经由蒸汽累积器调整阀123将压力减小的蒸汽发送到主蒸发器931。作为结果，主蒸发器931将接收蒸汽，该蒸汽的压力已经低于从蒸汽供应源10接收的蒸汽的压力并且该蒸汽在时间上被平均化。
[0089]在本实施例中，在从蒸汽累积器122输出的蒸汽的压力和从蒸汽供应源10给出的蒸汽的压力之间存在差异。因此，来自蒸汽供应源10的蒸汽被供应到回压蒸汽涡轮115以在那里进行工作。在这种情况下，当回压蒸汽涡轮115中的工作量被适当地设置时，能够将在回压蒸汽涡轮115中工作并且经由压力调整阀117被输出的蒸汽的压力减小到与在蒸汽累积器122中在时间上被平均化并且经由蒸汽累积器调整阀123被输出的蒸汽的压力相同的水平。
[0090]主蒸发器931使用在实质上已经被调整为相同压力的从蒸汽累积器122输出的蒸汽和从回压蒸汽涡轮115输出的蒸汽执行热量交换，以便将第二系统中的低沸点媒介转换为蒸汽。此外，预加热器941使用由于主蒸发器931中的热量交换而造成的压力和温度减小的蒸汽来执行热量交换，以便对第二系统中的低沸点媒介进行预加热。
[0091]预加热器941被布置在第二系统中的主蒸发器931的上游侧处。更具体而言，预加热器941使用已经在主蒸发器931中传输热量的蒸汽来对已经被冷凝器171冷却的低沸点媒介进行预加热，并且将经过预加热的蒸汽发送到主蒸发器931。主蒸发器931使用从回压蒸汽涡轮115发送的蒸汽和从蒸汽累积器122发送的蒸汽将由预加热器941预加热的低沸点媒介进行蒸发，并且将蒸发的低沸点媒介发送到媒介涡轮162。
[0092]根据本实施例的发电系统，即使从蒸汽供应源10生成的蒸汽并不稳定而是间歇的，也能够获取稳定的电力输出。
[0093](第^^一实施例)
[0094]接下来，将参照图12详细描述第十一实施例的发电系统。通过修改第十实施例的发电系统中的第三热量交换单元17的配置来实现本实施例的发电系统511。在以下的描述中，通过相同的标号来标注与第十实施例的部件相同的部件，从而省略冗余的描述。如图12中所示，本实施例的发电系统中的第三热量交换单元37除了具有冷凝器171和媒介泵172之外，还具有再生器173。
[0095]再生器173接收已经在媒介涡轮162中工作的低沸点媒介，并且将热能传输到由媒介泵172发送的低沸点媒介。已经获取热能的低沸点媒介在冷凝器171中被冷却，并且被媒介泵172返回到再生器173。本实施例的第三热量交换单元37能够提高已经在第二系统中工作的低沸点媒介的冷却效率，从而提高发电效率。
[0096]尽管已经描述了特定的实施`例，但这些实施例仅是通过示例呈现的，并且并不意在限制本发明的范围。实际上，可以各种其他形式来体现在本文中描述的新颖的实施例；此外，可以对本文中描述的实施例的形式进行各种各样的省略、替换和修改而不偏离本发明的精神。所附权利要求和它们的对等体意在覆盖落入本发明的范围和精神中的这样的形式或修改。
【权利要求】
1.一种发电系统，包括 流分割单元，被配置为将向所述流分割单元供应的第一热量媒介分割为第一流路径和第二流路径； 热量累积单元，被配置为累积经由所述第二流路径向所述热量累积单元发送的第一热量媒介，并且以在时间上被平均化的流速递送所述第一热量媒介； 热量交换单元，被配置为将热量从经由所述第一流路径向所述热量交换单元发送的第一热量媒介和从所述热量累积单元向所述热量交换单元递送的第一热量媒介传输到第二热量媒介，所述第二热量媒介的沸点比所述第一热量媒介的沸点低；以及 涡轮，被配置为通过具有已经由所述热量交换单元传输的热量的第二热量媒介来旋转地移动。
2.如权利要求1所述的系统， 其中，所述热量交换单元包括: 预加热器，被配置为将热量从由所述热量累积单元向所述预加热器递送的所述第一热量媒介，传输到所述第二热量媒介；以及 蒸发器，被配置为将热量从经由所述第一流路径向所述蒸发器发送的第一热量媒介，传输到由所述预加热器预加热的第二热量媒介， 其中，所述涡轮通过具有已经由所述蒸发器传输的热量的第二热量媒介来旋转地移动。
3.如权利要求1所述的系统， 其中，所述流分割单元包括: 第一检测部件，被配置为检测所供应的第一热量媒介的流速；以及流分割调整阀，被配置为基于所述第一检测部件的检测结果，当所供应的第一热量媒介的流速超过预定值时，打开所述第二流路径。
4.如权利要求1所述的系统， 其中，所述热量交换单元包括: 主蒸发器，被配置为将热量从经由所述第一流路径向所述主蒸发器发送的所述第一热量媒介，传输到所述第二热量媒介；以及 次蒸发器，被配置为将热量从由所述热量累积单元向所述次蒸发器递送的所述第一热量媒介，传输到所述第二热量媒介，并且 其中，所述涡轮通过具有已经由所述主蒸发器传输的热量的第二热量媒介和具有已经由所述次蒸发器传输的热量的第二热量媒介来旋转地移动。
5.如权利要求4所述的系统， 其中，所述涡轮包括: 高压入口，被配置为接收具有已经由所述主蒸发器传输的热量的第二热量媒介；以及中间压力入口，被配置为接收具有已经由所述次蒸发器传输的热量的第二热量媒介，所述第二热量媒介在压力上比在所述高压入口处接收的第二热量媒介的压力低。
6.如权利要求2所述的系统，还包括: 回压涡轮，被布置在所述流分割单元和所述第一流路径中的蒸发器之间，并且被配置为通过经由所述第一流路径向所述回压涡轮发送的第一热量媒介旋转地移动，其中，所述主蒸发器将热量从在所述回压涡轮中已经工作的第一热量媒介传送到所述第二热量媒介。
7.如权利要求1所述的系统，还包括: 回压涡轮，被布置在所述流分割单元和所述第一流路径中的蒸发器之间，并且被配置为通过经由所述第一流路径向所述回压涡轮发送的第一热量媒介旋转地移动， 其中，所述热量交换单元包括: 主蒸发器，被配置为将热量从在所述回压涡轮中已经工作的第一热量媒介传输到所述第二热量媒介；以及 预加热器，被配置为将热量从在所述主蒸发器中已经工作的第一热量媒介传输到所述第二热量媒介，所述主蒸发器将热量传输到具有已经由所述预加热器传输的热量的第二热量媒介。
8.如权利要求1所述的系统，还包括: 冷却单元，被配置为冷却在所述涡轮中已经工作的第二热量媒介。
9.如权利要求8所述的系统， 其中，所述冷却单元包括再生器，所述再生器被配置为执行所述第二热量媒介的热能的热量交换。
【文档编号】F01K25/08GK103573313SQ201310309051
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2012年7月20日
【发明者】穆罕默德·阿沙里·哈蒂托, 实者·露季奥诺夫, 冲田信雄, 谷口晶洋, 山下胜也, 古屋修, 高畑和夫, 高柳干男 申请人:株式会社东芝