当有机流体。
[0037]第二闭合回路5包括循环泵7、蒸发器9、过热器11、涡轮膨胀机13、回流换热器15和冷凝器17。如本领域技术人员所公知，额外的构件可存在于循环中。
[0038]在第二闭合回路5中循环的处于流体状态的工作流体由循环泵7在第一、较高的压力水平下泵送。在蒸发器9中且在过热器11中，借助于由第一闭合回路4中的流体循环回收的热来对加压流体进行加热。在过热器11的出口处，在第二闭合回路5中循环的工作流体处于过热、气态、高压状态。然后使高压、过热的工作流体在涡轮膨胀机13中膨胀。排出涡轮膨胀机13的排放流体流动穿过热回流换热器15并且最终在冷凝器17中冷凝。冷凝器17可包括液体/空气热交换器。
[0039]在回流换热器中，在排出涡轮膨胀机13的膨胀流体中包含的低温热与由循环泵7输送的处于液体状态的冷的加压流体交换。
[0040]在图2中示出的示范实施例中，涡轮膨胀机13借助于机械传动装置19机械地连接至从动涡轮机21。例如，从动涡轮机21可为压缩机，例如，离心压缩机。在其它实施例中，从动涡轮机21可为泵。
[0041]如在下面将更详细地描述的，涡轮膨胀机13可为多级、一体带齿轮的涡轮膨胀机。但是，在图2的示意图中，涡轮膨胀机13以简化的方式示为单级涡轮膨胀机。
[0042]涡轮膨胀机13设有第一组可移动入口导叶23，其可由第一控制器25基于在第二从动回路5中进行的热力学循环的参数来控制，以便最优化涡轮膨胀机13的效率，S卩，以便使由涡轮膨胀机13生成的机械功率最大化。
[0043]由涡轮膨胀机13生成的机械功率例如可取决于燃气涡轮I的操作条件而波动。燃烧气体的温度和流速可根据由燃气涡轮I生成的功率的变化而变化，这又通过驱动从动涡轮机2所需的机械功率来确定。这影响了涡轮膨胀机13的操作。
[0044]在其它实施例中，热力学循环5可用来从不同的热源，例如从太阳能集中器回收热。此外在该情况下，热力学循环5从其接收待转化成机械功率的热的热源可经历波动，这要求涡轮膨胀机13的操作条件的调整，以便使涡轮膨胀机13的功率输出轴上的可获得的机械功率最大化。
[0045]从动涡轮机21 (例如，离心压缩机)处理与在热力学循环5中循环的流体不同的流体。例如，从动涡轮机21可为压缩机，其用来运送管线中的气体。压缩机21设有第二组可移动入口导叶27。控制器29可用来基于压缩机21的操作参数和基于其旋转速度来调整可移动入口导叶27的位置。
[0046]压缩机21的操作参数基本由入口或吸引压力P1、入口或吸引温度Tl、出口或输送压力P2、和出口或输送温度T2代表。压缩机21的旋转速度与涡轮膨胀机13的旋转速度相关，因为机械传动装置19提供涡轮膨胀机13和从动涡轮机或压缩机21的旋转速度之间的固定比率。如果提供直接驱动，例如由轴19示意地代表的，那么比率可为I。一般地说，如果要求不同的旋转速度，那么齿轮箱可布置在涡轮膨胀机13和压缩机21之间。
[0047]在一些实施例中，控制从动涡轮机或压缩机21的可移动入口导叶27，使得从动涡轮机21的旋转速度，并且因而涡轮膨胀机13的旋转速度维持为恒定值或在公差范围内在恒定值附近。
[0048]在此前描述的布置下，第一组可移动入口导叶23由控制器25使用，来基于热力学循环5中的条件最优化涡轮膨胀机13的操作，从而使涡轮膨胀机13的机械功率输出最大化，而控制器29调整第二组可移动入口导叶27，来控制涡轮机的旋转速度，使得所述速度维持在恒定值附近，该恒定值代表涡轮膨胀机13的设计速度，即，在其下涡轮膨胀机13具有最大效率的速度。
[0049]在至今描述的布置下，可能以有效的方式匹配涡轮膨胀机13和从动涡轮机21的不同要求。避免绕过涡轮膨胀机13从而释放热力学循环5的过热工作流体中的可获得功率的部分。同时，还避免了在涡轮膨胀机输出轴和从动涡轮机21之间的变速器。这种变速器将增加整体成本和涡轮膨胀机-从动涡轮机布置的占地面积，并且将引入功率损失，从而降低了系统的整体效率。
[0050]考虑从动涡轮机21的操作参数，尤其是入口或吸引压力Pl和出口或输送压力P2，控制第二组可移动入口导叶27，使得涡轮机的旋转速度维持在期望的设置值附近，这两个参数由条件确定，该条件在由从动涡轮机21处理的流体内必须得到维持。
[0051]如在上面所注意到的，在一些实施例中，如在图2中示意地显示的，涡轮膨胀机13可为单级涡轮膨胀机，其带有安装在轴上的单个叶轮，并且设有单组第一可移动入口导叶。在轴的相反端部上，可安装从动涡轮机21的叶轮。从动涡轮机21可为多级或单级涡轮机。
[0052]图3和4示意地示出了多级涡轮膨胀机13的主要特征，并且更具体地，两级涡轮膨胀机具有第一、高压级13A和第二、低压级13B。工作流体通过相应的第一组可移动入口导叶23A进入涡轮膨胀机13的第一、高压级13A，排出第一涡轮膨胀机级13A以通过导管24输送至涡轮膨胀机13的第二、低压级13B的入口。
[0053]在图3的示范实施例中，标号23B指示涡轮膨胀机13的低压级13B的相应的第一组可移动入口导叶。这两组可移动入口导叶23A和23B由控制器25控制，以便使两级涡轮膨胀机13的效率最大化。例如使用有机兰金循环的热回收系统中的两级涡轮膨胀机的最大化可例如基于在US 2011/0305556中描述的算法，其内容通过引用而并入本文中。
[0054]在图3的示意图中，标号19指示在两级涡轮膨胀机13和从动涡轮机21 (例如，同样是压缩机，例如，离心压缩机)之间的机械传动装置。标号27指示放置在从动涡轮机21的入口处的第二组入口导叶。Pl和Tl指示在涡轮机21的吸引侧处的入口压力和入口温度。P2和T2指示在从动涡轮机21的输送侧处的出口压力和出口温度。
[0055]在图3的示范实施例中，机械传动装置19包括齿轮箱20，其带有两个驱动入口轴和一个驱动出口轴。标号31A指示第一入口轴，在其上支撑有涡轮膨胀机13的第一、高压级13A的第一叶轮。因而，第一入口轴31A在涡轮膨胀机13的第一、高压级的叶轮的旋转速度下旋转。涡轮膨胀机13的第二、低压级13B的叶轮支撑在第二入口轴31B上，该第二入口轴31B在涡轮膨胀机13的第二、低压级13B的叶轮的旋转速度下旋转。
[0056]如在图4中最佳显示，图4以前视示出了根据图3的IV-1V线的示意图，齿轮箱20包括安装在第一入口轴31A上的第一齿轮33A和安装在第二轴31B上的第二齿轮33B。两个齿轮33A和33B与中央冕状轮34啮合。齿轮箱30的第三齿轮33C安装在输出轴19A上，输出轴19A例如通过接头22连接至从动涡轮机21的轴。
[0057]齿轮箱20的构件33A、33B、33C、34之间的传动比选择为，使得两级涡轮膨胀机13的两个级13A、13B可在要求的设计速度下旋转，并且在从动涡轮机21的设计速度下驱动从动涡轮机21。
[0058]借助于控制器29和适当的伺服促动器40，可控制和调整从动涡轮机21的旋转速度，且因而控制第一涡轮膨胀机级13A和第二涡轮膨胀机级13B的旋转速度。传感器41探测例如齿轮箱20的输出轴19A的旋转速度，并且所述参数由控制器29用作控制参数，来调整压缩机21的第二组可移动入口导叶27，以便例如将旋转速度维持在要求值下或所述值附近的公差范围内。
[0059]在图5中总结了由控