[发明专利]用于冷却过程流体的ORC设备

说明书

本发明涉及用于对热发生装置的过程流体进行冷却的系统，其包括：热发生装置的输出端，该输出端设置用于从热发生装置中排出需冷却的过程流体；热发生装置的输入端，该输入端设置用于将经冷却的过程流体输送给热发生装置；和热力学循环设备、特别是ORC设备，该热力学循环设备包括：蒸发器，其具有入口和出口，入口用于从热发生装置的输出端起输送需冷却的过程流体；出口用于将经冷却的过程流体排出到热发生装置的输入端，蒸发器构造为用于借助来自过程流体的热蒸发热力学循环设备的工作介质；膨胀机，其用于使蒸发的工作介质膨胀并用于产生机械能和/或电能；用于使膨胀的工作介质液化的冷凝器、特别是空气冷却的冷凝器；和用于将液化的工作介质泵送给蒸发器的泵。

技术领域

本发明涉及一种用于冷却热发生装置的过程流体的系统。

背景技术

当前在工业(例如空气压缩机冷却、食品工业、化学工业)中有许多使用情况，在发电(例如固定马达、变压器的情况中对马达冷却水的冷却)中或在交通运输(内燃机例如载重汽车)中，其中例如将电能或(机械能)用于驱动冷却器、例如空气冷却器。在此通常将需冷却的介质引入热传递器，该热传递器由环境空气流过。在这种情况下，例如借助电驱动或机械驱动的风扇产生气流。需冷却的介质(以下称为过程流体)将能量释放到环境空气中并且在冷却后返回过程中。在此的缺点是：为了从过程中去除热能，要消耗电能或机械能。

发明内容

本发明的目的是：避免或者至少减轻上述缺点。

本发明说明了通过如下方式解决上述问题的解决方案，即，借助热力学循环设备将从介质中去除的热部分地转换为机械能和/或电能。

本发明因此公开了一种用于对热发生装置的过程流体进行冷却的系统，其包括：热发生装置的输出端，该输出端设置用于从热发生装置中排出需冷却的过程流体；热发生装置的输入端，该输入端设置用于将经冷却的过程流体输送给热发生装置；和热力学循环设备、特别是ORC设备，该热力学循环设备包括：蒸发器，其具有用于从热发生装置的输出端输送需冷却的过程流体的入口和用于将经冷却的过程流体排出到热发生装置的输入端的出口，其中，该蒸发器构造为用于借助来自过程流体的热来蒸发热力学循环设备的工作介质；膨胀机，该膨胀机用于使蒸发的工作介质膨胀和用于产生机械能和/或电能；用于使膨胀的工作介质液化的冷凝器、特别是空气冷却的冷凝器；和用于将液化的工作介质泵送给蒸发器的泵。所获得的机械能和/或电能能够用于运行冷凝器、特别是用于驱动空气冷却的冷凝器的通风机。

根据本发明的系统的改进在于：可以设置有用于将需冷却的过程流体的至少一部分冷却的冷却器、特别是空气冷却器。通过这种方式可以在热力学循环设备停止运转时保证应急能力。

另一改进在于：设置有支路，该支路针对过程流体的流向设置在热发生装置的输出端下游和热发生装置的输入端上游并且用于将需冷却的过程流体分流为过程流体的第一分流和第二分流，其中，该支路可选地包括阀并且设置有汇集部，该汇集部针对过程流体的流向设置在所述支路的下游和所述热发生装置的输入端上游并且用于将过程流体的第一分流和第二分流汇集在一起。

根据这种改进，可以将过程流体流例如分为两个分流，其中将一个分流引导通过蒸发器并将另一个分流引到冷却器上。然而也可以将过程流体流完全不或者仅仅部分引导通过蒸发器和/或冷却器，例如当否则会进行对于所述热发生装置来说过强的过程流体冷却时。为了这个目的，所述支路或者另外的支路与所述汇集部或者另外的汇集部可以如下地经由连接管路连接，使得从所述热发生装置的输出端中流出的过程流体至少部分由被直接引向输入端，其中，可以经由所述或者另外的阀调节通过连接管路的质量流。

这可以如下地得到改进：支路针对过程流体的流向设置在输出端下游和入口上游，其用于将需冷却的过程流体分流为过程流体的第一分流和第二分流，其中，所述支路可选地包括阀。由此可以将需冷却的过程流体在蒸发器之前完全或部分直接引向冷却器。