[发明专利]旋转机驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及旋转机驱动系统。

背景技术

以往，已知有下述旋转机驱动系统：具备多个膨胀机、和由从这些膨胀机取出的动力驱动的旋转机。例如，在日本·特表2011－511209号中，公开了下述旋转机驱动系统：具备由蒸汽构成的加热介质循环的加热介质回路、动作介质循环的低温ORC系统和发电机。加热介质回路具有锅炉、被导入加热介质的蒸汽膨胀机、和将加热介质向锅炉输送的供水泵，从蒸汽膨胀机取出动力。低温ORC系统具有使动作介质蒸发的蒸汽冷凝器－ORC供水加热器－蒸发器、从蒸汽冷凝器－ORC供水加热器－蒸发器流出的动作介质流入的ORC膨胀机、使从ORC膨胀机流出的动作介质冷凝的加热降低器－冷凝器、和将从加热降低器－冷凝器流出的动作介质加压并向蒸汽冷凝器－ORC供水加热器－蒸发器送出的ORC供水泵，从ORC膨胀机取出动力。发电机连接在蒸汽膨胀机及ORC膨胀机上，由从两膨胀机取出的动力驱动。并且，从蒸汽膨胀机排出的加热介质被向蒸汽冷凝器－ORC供水加热器－蒸发器导入，在这里使动作介质蒸发。即，在该旋转机驱动系统中，将从蒸汽膨胀机排出的加热介质的能量用于ORC膨胀机的驱动。

如上述先行技术那样，在具有两个膨胀机的兰肯循环的结构中，向蒸汽膨胀机流入前的加热介质具有的能量被用于由蒸汽膨胀机的最大量的动力的取出，其剩余的量被用于由ORC膨胀机的动力的取出。在此情况下，从蒸汽膨胀机取出较大的动力，另一方面，从ORC膨胀机仅能够取出相比由蒸汽膨胀机取出的动力非常小的动力。因此，在从各膨胀机取出的动力的总和的观点看，可以考虑在该过程中有改善的余地。

发明内容

本发明的目的是提高从多个膨胀机取出的动力的总和。

为了解决上述课题，本发明者们调查了第一膨胀机的排热温度、即从第一膨胀机排出的加热介质的温度（以下，称作“排热温度”）与从各膨胀机取出的动力的关系，确认了如果勉强进行上述排热温度变高那样的控制，则大体上处于由第二膨胀机取出的动力的增大量比由第一膨胀机取出的动力的减少量大的倾向。所以，本发明者们想到，通过不是以由第一膨胀机取出最大量的动力的方式利用加热介质的能量、而是将在由第一膨胀机取出最大量的动力时利用的加热介质的能量的一部分转作由第二膨胀机取出动力时的利用量，能够提高从各膨胀机取出的动力的总和。

本发明是根据这样的观点做出的，提供一种旋转机驱动系统，具备：第一膨胀机，被导入由蒸汽构成的加热介质；蒸发器，通过由从上述第一膨胀机排出的加热介质将动作介质加热，使该动作介质蒸发；第二膨胀机，从上述蒸发器流出的动作介质流入；冷凝器，使从上述第二膨胀机排出的动作介质冷凝；泵，将从上述冷凝器流出的动作介质加压，向上述蒸发器送出；旋转驱动部，由上述第一膨胀机及上述第二膨胀机驱动；和控制部，将上述第一膨胀机的排热温度向使上述第一膨胀机的输出与上述第二膨胀机的输出的合计变得更大的方向控制。

在本发明中，控制部将上述第一膨胀机的排热温度向使上述第一膨胀机的输出与上述第二膨胀机的输出的合计变得更大的方向控制。即，控制部进行与以往相比抑制从第一膨胀机排出后的加热介质的温度相对于向第一膨胀机流入前的加热介质的温度的下降的控制。因此，由第一膨胀机取出的动力比能够由该第一膨胀机取出的最大量的动力减少。但是，通过将从第一膨胀机排出的加热介质具有的能量由第二膨胀机有效地利用，由第二膨胀机取出的动力增大由第一膨胀机取出的动力的减少量以上，所以从两膨胀机取出的动力的总和增大。换言之，在本发明中，将在由第一膨胀机取出最大量的动力时利用的加热介质的能量的一部分转作由第二膨胀机取出动力时的利用量。由此，由第二膨胀机取出的动力增加，所以从两膨胀机取出的动力的总和增加。具体而言，如果第一膨胀机的排热温度、即从第一膨胀机排出的加热介质的温度变高，则该加热介质在蒸发器内与动作介质热交换时对该动作介质施加的热量增加。于是，由蒸发器的动作介质的蒸发量增加。结果，向第二膨胀机流入的动作介质具有的能量、即由该第二膨胀机取出的动力增大。由此，从两膨胀机取出的动力的总和增加。

在此情况下，也可以是，上述控制部通过控制上述第一膨胀机的转速来控制上述第一膨胀机的排热温度。

或者，也可以是，还具备旁通流路和旁通阀，所述旁通流路将上述第一膨胀机旁通，所述旁通阀设在该旁通流路中；上述控制部通过调整上述旁通阀的开度来控制上述第一膨胀机的排热温度。

此外，在本发明中，也可以是，上述旋转驱动部包括第一旋转机和第二旋转机，所述第一旋转机连接在上述第一膨胀机上，所述第二旋转机与上述第一旋转机分体地构成且连接在上述第二膨胀机上。