发电装置及其控制方法
【专利摘要】本发明的发电装置具备蒸发器（1）、使从蒸发器排出的工作介质成为过热状态的过热器（2）、受从过热器（2）排出的工作介质驱动的膨胀机（3）、将混入在从膨胀机（3）排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离的油分离器（5）、将过热器（2）与油分离器（5）连接的旁通通路（25）、将旁通通路（25）开闭的旁通阀（26）、和通过控制旁通阀（26）的开闭、执行将积存在过热器（2）的上游部中的润滑油（P）向油分离器（5）引导的排油控制的控制机构（30）。通过这样的结构，能够防止起因于在过热器中积存润滑油的发电效率的下降。
【专利说明】发电装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过蒸发的工作介质驱动膨胀机进行发电的发电装置及其控制方法。【背景技术】
[0002]以往，已知有将来自工厂等的各种设备的排热回收、利用该回收的排热的能量进行发电的发电装置。作为这样的发电装置的一例，在日本?特开2011 — 208569号中公开了二元发电装置、即为了驱动膨胀机而利用使用低沸点的工作介质的兰肯循环的发电装置。该发电装置具备使工作介质(发电工作流体)蒸发的蒸发器、使从蒸发器排出的工作介质成为过热状态的过热器、被从过热器排出的工作介质驱动的膨胀机(涡轮)、从膨胀机得到动力而发电的发电机、使从膨胀机排出的工作介质冷凝的冷凝器、和将由冷凝器冷凝后的工作介质向上述蒸发器送出的泵。
[0003]可是，在膨胀机中，一般具备受从过热器排出的过热状态的工作介质(过热蒸汽)旋转驱动的螺旋转子，为了该螺旋转子的润滑等而供给润滑油。因此，在从膨胀机排出的工作介质中混入有微量的润滑油，该混入了润滑油的工作介质在被冷凝器冷凝后被向蒸发器及过热器送出。
[0004]如上述那样，由于对蒸发器及过热器供给混入有润滑油的工作介质，所以从工作介质分离的润滑油有可能积存在蒸发器或过热器中。特别是，在过热器中，由于几乎全部的工作介质以蒸汽的状态流通，所以润滑油不易伴随着工作介质，可以想到润滑油容易积存。如果润滑油积存在过热器中，则热交换的传热面积减小，热交换量下降，所以导致从过热器排出的工作介质(过热蒸汽)的温度、压力的下降，进而带来发电效率的下降。
【发明内容】
[0005]本发明是鉴于上述那样的情况而做出的，目的是提供一种能够有效地防止起因于润滑油积存在过热器中的发电效率的下降的发电装置及其控制方法。
`[0006]作为用来解决上述课题的技术方案，本发明的发电装置具备:蒸发器，通过从外部供给的加热介质使工作介质的至少一部分蒸发；过热器,通过从外部供给的加热介质使从上述蒸发器排出的工作介质成为过热状态；膨胀机，包括转子，所述转子受通过上述过热器成为过热状态的工作介质的膨胀能量旋转驱动；发电机，从上述膨胀机得到动力而发电；冷凝器，通过从外部供给的冷却介质使从上述膨胀机排出的工作介质冷凝；泵，将从上述冷凝器排出的工作介质向上述蒸发器送出；油分离器，配置在上述膨胀机与上述冷凝器之间或上述膨胀机与上述过热器之间，将混入在从上述膨胀机排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离；旁通通路，将上述过热器与上述油分离器连接；旁通阀，将上述旁通通路开闭；控制机构，通过控制上述旁通阀的开闭，执行将积存在上述过热器的上游部中的润滑油向上述油分离器引导的排油控制。
[0007]此外，本发明的发电装置的控制方法，是控制发电装置的方法，所述发电装置具备:蒸发器，通过从外部供给的加热介质使工作介质的至少一部分蒸发；过热器，通过从外部供给的加热介质使从上述蒸发器排出的工作介质成为过热状态；膨胀机，包括转子，所述转子受通过上述过热器成为过热状态的工作介质的膨胀能量旋转驱动；发电机，从上述膨胀机得到动力而发电；冷凝器，通过从外部供给的冷却介质使从上述膨胀机排出的工作介质冷凝；泵，将从上述冷凝器排出的工作介质向上述蒸发器送出；油分离器，配置在上述膨胀机与上述冷凝器之间或上述膨胀机与上述过热器之间，将混入在从上述膨胀机排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离；旁通通路，将上述过热器与上述油分离器连接；旁通阀，将上述旁通通路开闭；上述控制方法包括通过将上述旁通阀打开、将积存在上述过热器的上游部中的润滑油经由上述旁通通路向上述油分离器引导的排油工序。
[0008]根据这些发明，通过随着排油控制(排油工序)将旁通阀打开，将积存在过热器的上游部中的润滑油经过旁通通路向油分离器引导，所以在发电装置的运转中，避免在过热器中积存较多的润滑油而热交换量下降的情况。由此，能够防止从过热器排出、向膨胀机供给的工作介质(过热蒸汽)的温度、压力下降，能够良好地维持发电机的发电效率。
[0009]在上述发电装置中，优选的是，上述控制机构构成为，能够在上述发电机的发电的开始时及结束时的至少一个时间执行上述排油控制。
[0010]在上述控制方法中，优选的是，上述排油工序在上述发电机的发电的开始时及结束时的至少一个时间执行。
[0011]根据这些技术方案，由于在发电的开始时或结束时执行排油控制(排油工序)，所以能够将过热器内的润滑油排出后进行实质的发电，能够可靠地防止发电装置的运转中的发电效率的下降。
[0012]在上述发电装置中，上述控制机构在上述发电机的发电的开始时执行排油控制的情况下，更优选的是，在对上述过热器供给加热介质及工作介质后将上述旁通阀打开。
[0013]在上述控制方法中，在上述发电机的发电的开始时执行排油控制的情况下，更优选的是，在对上述过热器供给加热介质及工作介质后将上述旁通阀打开。
[0014]根据这些技术方案，由于在将旁通阀打开之前能够使旁通通路的上游端与下游端之间产生规定的压力差，所以能够将积存在过热器中的润滑油可靠地经过旁通通路排出。
[0015]上述发电装置优选的是，具备检测经过上述过热器的前后的上述加热介质或工作介质的温度的检测机构；上述控制机构基于由上述检测机构检测出的温度推定上述过热器内的热交换量，在该热交换量低于规定的阈值的时点，执行上述排油控制。
[0016]上述控制方法优选的是，包括检测经过上述过热器的前后的上述加热介质或工作介质的温度的检测工序；上述排油工序在基于在上述检测工序中检测出的温度推定的上述过热器内的热交换量低于规定的阈值的时点执行。
[0017]根据这些技术方案，由于基于过热器的前后的工作介质的温度推定过热器内的热交换量，所以能够根据该热交换量的下降的程度高精度地检测在过热器中积存有润滑油的情况，并且通过在热交换量下降的时点将旁通阀打开，能够在没有浪费的时机高效率地执行排油控制(排油工序)。
[0018]在上述控制方法中，优选的是，上述排油工序在上述发电机的运转中，按照预先决定的一定的时间执行。
[0019]根据该技术方案，通过仅计测时间的简单的处理，能够决定执行排油控制(排油工序)的时机。[0020]如以上说明，根据本发明的发电装置及其控制方法，能够有效地防止起因于在过热器中积存润滑油的发电效率的下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是概略地表示有关本发明的第I实施方式的发电装置的结构的图。
[0022]图2是用来说明在上述发电装置中、在过热器中积存有润滑油的状态的图。
[0023]图3是表示上述发电装置的控制系统的框图。
[0024]图4是表示在上述发电装置的起动时进行的处理的流程图。
[0025]图5是用来说明本发明的第2实施方式的图，是表示在发电装置的停止时进行的处理的流程图。
[0026]图6是概略地表示有关本发明的第3实施方式的发电装置的结构的图。
[0027]图7是表示第3实施方式的发电装置的控制系统的框图。
[0028]图8是概略地表示有关本发明的第4实施方式的发电装置的结构的图。
【具体实施方式】
[0029]<第I实施方式>
参照图1对有关本发明的第I实施方式的发电装置进行说明。该发电装置具备将工作介质加热、使其蒸发的蒸发器1、将从蒸发器I排出的工作介质加热、使其成为过热状态的过热器2、被从过热器2排出的过热状态的工作介质驱动的膨胀机3、从膨胀机3得到动力而发电的发电机4、从由膨胀机3排出的工作介质分离润滑油的油分离器5、将从油分离器5排出的工作介质冷却、使其冷凝的冷凝器6、将从冷凝器6排出的工作介质向蒸发器I送出的泵7、和通过将这些各设备I?7相互连接、形成工作介质循环的闭回路的循环流路9。在该发电装置中使用的工作介质是沸点比水低的介质，作为其优选例，可以举出例如HFC245Fa等的氟利昂替代物。
[0030]蒸发器I是通过与从外部供给的加热介质的热交换使液态的工作介质蒸发的热交换器，设在循环流路9中的泵7的下游侧。在蒸发器I上，连接着用来将加热介质向蒸发器I供给的导入流路11、和用来从蒸发器I将加热介质排出的排出流路12，在导入流路11中，设有用来将加热介质的向蒸发器I的供给继续或停止的可开闭的切换阀13。切换阀13在发电装置的运转中维持为打开的状态。此时，在蒸发器I的内部，在经过导入流路11供给的加热介质与经过位于泵7的下游侧(泵7与蒸发器I之间)的循环流路9的第I部位9a供给的工作介质之间进行热交换。由此，在蒸发器I内流通的工作介质的温度上升到沸点，工作介质蒸发。另外，在蒸发器I中，并不需要一定是全部的工作介质蒸发，也可以是将一部分的工作介质以液体的原状从蒸发器I排出。
[0031]过热器2是通过与从外部供给的加热介质的热交换而使工作介质成为过热状态的热交换器，设在循环流路9中的蒸发器I的下游侧。在过热器2上，连接着用来将加热介质向过热器2供给的导入流路14、和用来从过热器2将加热介质排出的排出流路15，在导入流路14中，设有用来将加热介质的向过热器2的供给继续或停止的可开闭的切换阀16。切换阀16在发电装置的运转中维持为打开的状态。此时，在过热器2的内部，在经过导入流路14供给的加热介质与经过位于蒸发器I的下游侧(蒸发器I与过热器2之间)的循环流路9的第2部位9b供给的工作介质之间进行热交换。由此，在过热器2内流通的工作介质的温度上升到超过沸点的值，工作介质向过热状态变化。
[0032]另外，作为在蒸发器I及过热器2中使用的加热介质的具体例，除了从坑井(蒸汽井)采取的蒸汽、从工厂等排出的蒸汽以外，还可以举出通过以太阳能为热源的集热器生成的蒸汽、从以生物质或化石燃料为热源的锅炉生成的蒸汽。
[0033]膨胀机3是受从过热器2排出的过热状态的工作介质旋转驱动的螺旋膨胀机，设在循环流路9中的过热器2的下游侧。具体而言，膨胀机3具有在内部形成有转子室的壳体、和旋转自如地支承在转子室的内部的螺旋转子(转子)(都未图示)。在上述壳体上，设有用来将从过热器2排出的工作介质向上述转子室导入的吸气口，在该吸气口上，连接着位于过热器2的下游侧的循环流路9的第3部位9c。此外，在上述壳体上，设有用来将导入到上述转子室中的工作介质排出的排出口，在该排出口上，连接着位于油分离器5的上游侧的循环流路9的第4部位9d。如果被从过热器2排出到循环流路9的第3部位9c的过热状态的工作介质经过上述吸气口被供给到上述转子室中，则通过该工作介质的膨胀能量将上述螺旋转子旋转驱动，并且随着该膨胀而压力下降的工作介质被从上述排出口向循环流路9的第4部位9d排出。
[0034]发电机4是具备与膨胀机3连动旋转的旋转体的IPM发电机(永久磁铁同步发电机)，连结在膨胀机3的输出轴上。即，如果膨胀机3内工作介质膨胀而将上述螺旋转子旋转驱动，则与其连动而发电机4的旋转体旋转，产生感应电流，由此进行发电。
[0035]油分离器5设在循环流路9中的膨胀机3与冷凝器6之间。该油分离器5将混入在从膨胀机3经过循环流路9的第4部位9d排出的工作介质中的润滑油分离，将该分离后的润滑油储存到油分离器5内。即，对于膨胀机3，以上述螺旋转子的润滑及轴承部的密封等为目的供给润滑油，所以在从该膨胀机3排出的工作介质中混入润滑油，如果将该混入了润滑油的工作介质原样向冷凝器6或蒸发器1、过热器2供给，则热交换量下降，工作介质的蒸发及冷凝有可能被妨碍。所以，为了防止这样的状况，在膨胀机3的下游侧设置油分离器5，通过该油分离器5从工作介质中分离润滑油。
[0036]油分离器5与膨胀机3通过油流路20相互连接，在油流路20的中途部设有润滑油泵21。通过驱动润滑油泵21，将储存在油分离器5中的润滑油经过油流路20再次向膨胀机3供给。
[0037]冷凝器6是通过与从外部供给的冷却介质的热交换使气态的工作介质冷凝的热交换器。在冷凝器6上，连接着用来将冷却介质向冷凝器6供给的导入流路17、和用来从冷凝器6将冷却介质排出的排出流路18，在导入流路17中，设有用来将冷却介质的向冷凝器6的供给继续或停止的可开闭的切换阀19。切换阀19在发电装置的运转中维持为打开的状态。此时，在冷凝器6的内部，在经过导入流路17导入的冷却介质与经过位于油分离器5的下游侧(油分离器5与冷凝器6之间)的循环流路9的第5部位9e导入的工作介质之间进行热交换。由此，在冷凝器6内流通的工作介质的温度下降到不到冷凝点，工作介质冷凝。另外，作为在冷凝器6中使用的冷却介质的具体例，可以举出由冷却塔生成的冷却水。
[0038]泵7设在循环流路9中的冷凝器6的下游侧(蒸发器I与冷凝器6之间)。对于泵7，经过位于泵7的上游侧的循环流路9的第6部位9f供给由冷凝器6冷凝后的液态的工作介质。被从该第6部位9f导入的液态的工作介质在被泵7加压到规定的压力后，经过循环流路9的第I部位9a被向蒸发器I送出。另外，作为泵7，可以使用具备叶轮作为转子的离心泵、或转子由一对齿轮构成的齿轮泵等。
[0039]这里，如上述那样，在从膨胀机3排出的工作介质中混入润滑油，润滑油被油分离器5从工作介质分离而回收，但对于比油分离器5靠下游侧的冷凝器6、蒸发器I及过热器2也供给混入了一些润滑油的工作介质。其中，在冷凝器6及蒸发器I的内部，虽说是部分性的，液态的工作介质流通，所以润滑油容易伴随着工作介质，润滑油不易积存到冷凝器6及蒸发器I的内部。另一方面，在过热器2的内部，由于蒸发的气态的工作介质流通，所以润滑油不易伴随着工作介质。因此，在过热器2的内部，与冷凝器6及蒸发器I相比可以说润滑油更容易积存。图2所示的P表示积存在过热器2的上游部的润滑油。如果这样在过热器2内积存润滑油，则热交换的传热面积减小，热交换量下降，所以导致从过热器排出的工作介质(过热蒸汽)的温度、压力的下降，进而带来发电效率的下降。
[0040]所以，在该实施方式中，为了将积存在过热器2的上游部的润滑油(图2的P)排出而设有旁通通路25。该旁通通路25设置为，将膨胀机3旁通，并且将过热器2与油分离器5连接。具体而言，在位于蒸发器I与过热器2之间的循环流路9的第2部位9b上连接着旁通通路25的上游端，并且在位于膨胀机3与油分离器5之间的循环流路的第4部位9d上连接着旁通通路25的下游端。这样，旁通通路25经由循环流路9的第2部位9b及第4部位9d将过热器2与油分离器5连接。
[0041]在旁通通路25的中途部设有可开闭的旁通阀26。如果将该旁通阀26打开，则积存在过热器2的上游部的润滑油P与工作介质一起经过旁通通路25向油分离器5侧流入，实现从过热器2的排油。
[0042]图3是表示该实施方式的发电装置的控制系统的框图。在本图中，控制机构30具备R0M、RAM、CPU等，通过执行记载在ROM中的程序而发挥规定的功能。控制机构30与发电机4、泵7、切换阀13、16、19、润滑油泵21、旁通阀26电气地连接，在发电装置的运转中，对这些设备输出控制用的信号。在该控制机构30进行的各种控制中，包括通过将旁通阀26打开而将过热器2内的润滑油P排出的排油控制。
[0043]在该实施方式中，上述排油控制在发电装置的起动时、即开始通过发电机4的发电时进行。所以，以下对在发电装置的起动时进行的处理详细地说明。
[0044]图4是表示在发电装置的起动时执行的处理的流程图。另外，在进行在该流程图中表示的处理之前的时点，发电装置停止。
[0045]图4所示的处理例如在由操作发电装置的操作者进行用于起动的规定的操作(未图示的“起动开关”的按压等)时开始。于是，控制机构30通过执行将设在蒸发器I的导入流路11中的切换阀13和设在过热器2的导入流路14中的切换阀16分别打开的处理，经过导入流路11向蒸发器I供给加热介质，并经过导入流路14向过热器2供给加热介质(步骤 SI)。
[0046]接着，控制机构30通过执行将设在冷凝器6的导入流路17中的切换阀19打开的处理，经过导入流路17向冷凝器6供给冷却介质(步骤S2)。
[0047]接着，控制机构30执行驱动润滑油泵21的处理(步骤S3)。由此，将积存在油分离器5中的润滑油经过油流路20向膨胀机3供给。
[0048]接着，控制机构30执行将旁通阀26打开的处理(步骤S4)，并执行将泵7驱动的处理，开始工作介质的循环(步骤S5)。由此，将膨胀机3的螺旋转子旋转驱动，并将积存在过热器2中的润滑油P (图2)经过旁通通路25向油分离器5引导。即，开始对于过热器2的排油控制。
[0049]具体而言，如果在旁通阀26打开的状态下将泵7驱动，则经过蒸发器I及过热器2成为过热状态的气态的工作介质(过热蒸汽)的一部分向膨胀机3流入,其余向旁通通路25流入。流入到膨胀机3中的一部分的工作介质膨胀而使上述螺旋转子旋转后，被以比流入时低的温度及压力从膨胀机3排出，经过循环流路9的第4部位9d被向油分离器5导入。另一方面，流入到旁通通路25中的其余的工作介质经过旁通通路25 (将膨胀机3旁通)被向膨胀机3的下游侧排出，经过循环流路9的第4部位9d被向油分离器5导入。此时，积存在过热器2的上游部的润滑油P与在旁通通路25中流动的工作介质一起被从过热器2排出、向油分离器5导入。
[0050]接着，控制机构30基于内置的定时器的计数，判断是否从泵7的驱动开始起经过了规定时间(步骤S6)，这里，在判断为是并确认了规定时间的经过的时点，执行将旁通阀26关闭的处理(步骤S7)。由此，经过旁通通路25的工作介质的流动被切断，上述排油控制结束。这样，排油控制在持续预先决定的规定时间继续后结束。另外，这里的规定时间设定为能够将积存在过热器2中的润滑油P充分地排出的程度的时间。
[0051]如果如以上这样排油控制结束，则然后在将旁通阀26关闭的状态下向继续泵7的驱动的稳定运转转移(步骤S8)。在该稳定运转中，通过将经过蒸发器I及过热器2生成的过热状态的工作介质全部向膨胀机3导入，膨胀机3的螺旋转子以高转速旋转，所以通过发电机4进行充分的量的发电。
[0052]如以上说明，在本发明的第I实施方式中，在发电装置的起动时(即发电机4的发电的开始时)，执行将积存在过热器2的上游部的润滑油P经过旁通通路25向油分离器5引导的排油控制，所以能够将过热器2内的润滑油P排出后进行实质的发电，在发电装置的运转中，能够可靠地避免在过热器2中积存较多的润滑油而热交换量下降的情况。由此，能够有效地防止被从过热器2排出并向膨胀机3供给的工作介质(过热蒸汽)的温度、压力下降，能够良好地维持发电机4的发电效率。
[0053]特别是，在上述第I实施方式中，由于对因为气态的工作介质(由蒸发器I蒸发的工作介质)流通而润滑油更容易积存的过热器2执行上述排油控制，所以例如与不是过热器2、而对蒸发器I使用同样的排油控制的情况不同，能够更高效率地实现润滑油的回收，能够更可靠地防止发电效率的下降。
[0054]此外，在上述第I实施方式中，如在图4的步骤SI?S4所示那样，在对过热器2供给加热介质及工作介质后(即将切换阀16打开而将泵7驱动后)，将旁通阀26打开而执行排油控制，所以在将旁通阀26打开之前能够使旁通通路25的上游端与下游端之间产生规定的压力差，能够使积存在过热器2中的润滑油P可靠地流向旁通通路25。
[0055]S卩，如果对过热器2供给加热介质及工作介质，则过热器2的内部压力提高，成为比膨胀机3的下游侧(循环流路9的第4部位9d)的压力高的值，所以通过在此状态下将旁通阀26打开，积存在过热器2中的润滑油P自然经过旁通通路25向下游侧流出，被可靠地向油分离器5侧导入。
[0056]另外，在上述第I实施方式中，由于在过热器2中容易积存润滑油，所以仅对该过热器2执行排油控制，但由于可以想到在蒸发器I中也积存一些润滑油，所以也可以除了对上述过热器2的排油控制以外还执行用来将积存在该蒸发器I中的润滑油排出的排油控制。为此，可以设置将位于蒸发器I的上游侧的循环流路9的第I部位9a与位于膨胀机3的下游侧的循环流路9的第4部位9d连接的旁通通路、并设置将该旁通通路开闭的旁通阀。如果这样，则能够对蒸发器I及过热器2的两者执行排油控制，所以能够更可靠地防止发电效率的下降。
[0057]〈第2实施方式>
在上述第I实施方式中，在发电装置的起动时执行排油控制，但排油控制也可以在发电装置的停止时、即发电机4的发电结束的时点执行。所以，将在发电装置的停止时执行排油控制的情况下的具体例作为第2实施方式进行说明。另外，在该第2实施方式中，发电装置的结构也与之前的第I实施方式所示的结构(图1?图3)相同。
[0058]图5是在第2实施方式中表示在发电装置的停止时进行的处理的流程图。另外，假设在进行该流程图所示的处理之前的时点，发电装置正被稳定运转。
[0059]图5所示的处理例如在由操作发电装置的操作者进行用于停止的规定的操作(未图示的“停止开关”的按压等)时开始。于是，控制机构30执行将旁通阀26打开的处理(步骤S10)。由此，开始将积存在过热器2的上游部的润滑油P (图2)经由旁通通路25向油分离器5引导的排油控制。
[0060]接着，控制机构30在等待规定时间经过后(步骤S11)，执行使用来使工作介质润滑的泵7停止的处理(步骤S12)。由此，将工作介质的循环停止，所以膨胀机3的旋转停止，排油控制也结束。
[0061]接着，控制机构30执行将旁通阀26关闭并使润滑油泵21停止的处理(步骤S13、S14)。进而，通过执行将切换阀13、16、19关闭的处理，使向蒸发器I及过热器2的加热介质的供给停止，并使向冷凝器6的冷却介质的供给停止(步骤S15、S16)。由此，将发电装置的运转完全停止。
[0062]如以上说明，根据本发明的第2实施方式，在发电装置的停止时(即发电机4的发电的结束时)，执行将积存在过热器2的上游部中的润滑油P经过旁通通路25向油分离器5引导的排油控制，所以与之前的第I实施方式同样，能够良好地维持过热器2的性能，有效地防止发电效率的下降。
[0063]另外，也可以不是如在该第2实施方式或之前的第I实施方式所示在发电装置的起动时或停止时执行排油控制，而是在发电装置的运转中、在规定的条件成立的时点执行排油控制。接着，将其一例作为第3实施方式进行说明。
[0064]〈第3实施方式>
图6是表示有关本发明的第3实施方式的发电装置的结构的图。该第3实施方式的发电装置具备作为检测在过热器2的上游侧(循环流路9的第2部位9b)流动的工作介质的温度的检测机构的温度传感器SW1、和作为检测在过热器2的下游侧(循环流路9的第3部位9c)流动的工作介质的温度的检测机构的温度传感器SW2。除了具备这些温度传感器SWl、SW2这一点以外，与之前的第I实施方式所示的发电装置的结构是相同的。
[0065]图7是表示第3实施方式的发电装置的控制系统的框图。在该第3实施方式中，也与之前的第I实施方式同样，具备控制发电机4、泵7、切换阀13、16、19、润滑油泵21及旁通阀26的控制机构30。控制机构30与上述温度传感器SW1、SW2电气地连接，将由各温度传感器SWl、SW2检测出的信息向控制机构30依次输入。
[0066]控制机构30在发电装置的运转中，基于由温度传感器SWl、SW2检测出的温度推定过热器2内的热交换量，在该热交换量低于规定的阈值的时点将旁通阀26打开，执行对于过热器2的排油控制。
[0067]具体而言，过热器2内的热交换量Q通过下式(I)运算。
Q=FX (T2—Tl)....(I)
这里，
F:在循环流路9中循环的工作介质的流量
T2:过热器2的下游侧的工作介质的温度(温度传感器SW2的检测值)
Tl:过热器2的上游侧的工作介质的温度(温度传感器SWl的检测值)。
[0068]控制机构30基于从温度传感器SW1、SW2输入的温度的检测值，进行使用上述式(O的运算，依次执行推定过热器2内的热交换量Q的处理。并且，在该热交换量Q低于预先决定的阈值(例如，从在最好条件下得到的热交换量减去规定的比例后的值)的时点，通过将设在旁通通路25中的旁通阀26打开，执行将积存在过热器2的上游部中的润滑油P(图2)向油分离器5引导的排油控制。另外，上述式(I)中的工作介质的流量F能够根据用来使工作介质循环的泵7的转速来推定。
[0069]如以上说明，在本发明的第3实施方式中，由于基于过热器2的前后的工作介质的温度推定过热器2内的热交换量，所以能够根据该热交换量的下降的程度高精度地检测在过热器2中积存有润滑油的情况，并且通过在热交换量下降的时点将旁通阀26打开，能够在没有浪费的时机高效率地执行排油控制。
[0070]另外，在上述第3实施方式中，如式(I)所示，基于在过热器2的上游侧流动的工作介质的温度Tl、和在过热器2的下游侧流动的工作介质的温度T2推定过热器2内的热交换量Q，但推定热交换量Q的方法并不限定于此。例如，也可以基于在用来向过热器2供给加热介质的导入流路14中流动的加热介质的温度和在用来从过热器2将加热介质排出的排出流路15中流动的加热介质的温度来推定热交换量Q。具体而言，如果设前者的温度(经过过热器2之前的加热介质的温度)为Tl丨、设后者的温度(经过过热器2后的加热介质的温度)为T2 ’、设加热介质的流量为F ’，则热交换量Q能够作为X (Tl ; - T2 ;)运算。
[0071]〈第4实施方式〉
图8是表示有关第4实施方式的发电装置的图。在发电装置中，油分离器5配置在膨胀机3与过热器2之间。旁通通路25丨将过热器2的上游部与油分离器5的上游部连接，在该旁通通路25'的中途部设有旁通阀26'。其他构造与有关第I实施方式的发电装置是同样的。在发电装置的起动时执行的处理也与第I实施方式是同样的。在发电装置的起动时，在旁通阀26'打开的状态下将泵7驱动。由此，工作介质的一部分从蒸发器I向过热器2流入，其余经由旁通通路25 '向油分离器5流入。此时，积存在过热器2的上游部的润滑油P被与在旁通通路25丨中流动的工作介质一起向油分离器5导入。
[0072]在第4实施方式中，也能够可靠地避免在过热器2中积存较多润滑油而热交换量下降的情况。另外，在第4实施方式中，也可以与第2实施方式同样在发电装置的停止时进行排油控制，也可以与第3实施方式同样在发电装置的运转中进行排油控制。
[0073]<其他实施方式>
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述第I?第4实施方式，能够进行各种变形。
[0074]例如，也可以在发电装置的运转中，按照预先决定的一定的时间执行将积存在过热器2中的润滑油排出的排油控制。如果这样，则能够通过仅计测时间的简单的处理来决定执行排油控制的时机。
[0075]此外，在第I?第3实施方式中，通过在位于过热器2的上游侧的循环流路9的第2部位9b上连接旁通通路25的上游端、并且在位于膨胀机3的下游侧的循环流路的第4部位9d上连接旁通通路25的下游端，经由旁通通路25(更正确地讲，经由循环流路9的第2、第4部位9b、9d和旁通通路25)将过热器2与油分离器5连接，但也可以以将过热器2与油分离器5直接连接的方式设置旁通通路25。
[0076]这在第4实施方式中也是同样的。即，也可以以将过热器2与油分离器5直接连接的方式设置旁通通路25。
[0077]此外，在第I?第4实施方式中，通过切换阀16的开闭来切换对于过热器2的加热介质的供给的有无，但例如在用来对过热器2供给加热介质的导入流路14的中途设有用来将加热介质压送的泵的情况下，也可以通过该泵的驱动/停止来切换加热介质的供给的有无。这在切换对于蒸发器I的加热介质的供给的有无、或者对于冷凝器6的冷却介质的供给的有无的情况下也是同样的。
【权利要求】
1.一种发电装置，其特征在于，具备: 蒸发器，通过从外部供给的加热介质使工作介质的至少一部分蒸发； 过热器，通过从外部供给的加热介质使从上述蒸发器排出的工作介质成为过热状态；膨胀机，包括转子，所述转子受通过上述过热器成为过热状态的工作介质的膨胀能量旋转驱动； 发电机，从上述膨胀机得到动力而发电； 冷凝器，通过从外部供给的冷却介质使从上述膨胀机排出的工作介质冷凝； 泵，将从上述冷凝器排出的工作介质向上述蒸发器送出； 油分离器，配置在上述膨胀机与上述冷凝器之间或上述膨胀机与上述过热器之间，将混入在从上述膨胀机排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离； 旁通通路，将上述过热器与上述油分离器连接； 旁通阀，将上述旁通通路开闭； 控制机构，通过控制上述旁通阀的开闭，执行将积存在上述过热器的上游部中的润滑油向上述油分离器引导的排油控制。
2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于， 上述控制机构构成为，能够在上述发电机的发电的开始时及结束时的至少一个时间执行上述排油控制。
3.如权利要求2所述的发电装置，其特征在于， 上述控制机构在上述发电机的发电的开始时执行的上述排油控制中，在对上述过热器供给加热介质及工作介质后将上述旁通阀打开。
4.如权利要求1~3中任一项所述的发电装置，其特征在于， 具备检测经过上述过热器的前后的上述加热介质或工作介质的温度的检测机构； 上述控制机构基于由上述检测机构检测出的温度推定上述过热器内的热交换量，在该热交换量低于规定的阈值的时点，执行上述排油控制。
5.一种发电装置的控制方法，其特征在于， 上述发电装置具备: 蒸发器，通过从外部供给的加热介质使工作介质的至少一部分蒸发； 过热器，通过从外部供给的加热介质使从上述蒸发器排出的工作介质成为过热状态；膨胀机，包括转子，所述转子受通过上述过热器成为过热状态的工作介质的膨胀能量旋转驱动； 发电机，从上述膨胀机得到动力而发电； 冷凝器，通过从外部供给的冷却介质使从上述膨胀机排出的工作介质冷凝； 泵，将从上述冷凝器排出的工作介质向上述蒸发器送出； 油分离器，配置在上述膨胀机与上述冷凝器之间或上述膨胀机与上述过热器之间，将混入在从上述膨胀机排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离； 旁通通路，将上述过热器与上述油分离器连接； 旁通阀，将上述旁通通路开闭； 上述控制方法包括通过将上述旁通阀打开、将积存在上述过热器的上游部中的润滑油经由上述旁通通路向上述油分离器引导的排油工序。
6.如权利要求5所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 上述排油工序在上述发电机的发电的开始时及结束时的至少一个时间执行。
7.如权利要求7所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 当在上述发电机的发电的开始时执行排油工序时，在对上述过热器供给加热介质及工作介质后将上述旁通阀打开。
8.如权利要求5~7中任一项所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 包括检测经过上述过热器的前后的上述加热介质或工作介质的温度的检测工序；上述排油工序在基于在上述检测工序中检测出的温度推定的上述过热器内的热交换量低于规定的阈值的时点执行。
9.如权利要求5所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 上述排 油工序在上述发电机的运转中，按照预先决定的一定的时间执行。
【文档编号】F01K21/06GK103670549SQ201310383567
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】足立成人, 松村昌义, 成川裕, 高桥和雄 申请人:株式会社神户制钢所