[go: up one dir, main page]

RU2017135363A - Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования - Google Patents

Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования Download PDF

Info

Publication number
RU2017135363A
RU2017135363A RU2017135363A RU2017135363A RU2017135363A RU 2017135363 A RU2017135363 A RU 2017135363A RU 2017135363 A RU2017135363 A RU 2017135363A RU 2017135363 A RU2017135363 A RU 2017135363A RU 2017135363 A RU2017135363 A RU 2017135363A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
speed
expander
load
turbo
control device
Prior art date
Application number
RU2017135363A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2731144C2 (ru
RU2017135363A3 (ru
Inventor
Маттео КАМПРИНИ
АРА Маттео ДАЛЛЬ
Филиппо ЧОНИНИ
Серджо МАННУЧЧИ
Марко РИЦЦЕЛЛИ
ФРАНЧИШИС Серджо ДЕ
Марко ПАЛЛАДИНО
Original Assignee
Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл filed Critical Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл
Publication of RU2017135363A publication Critical patent/RU2017135363A/ru
Publication of RU2017135363A3 publication Critical patent/RU2017135363A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2731144C2 publication Critical patent/RU2731144C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/12—Combinations with mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • F01D19/02—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith dependent on temperature of component parts, e.g. of turbine-casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/40—Transmission of power
    • F05D2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/85—Starting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Claims (26)

1. Система преобразования энергии, содержащая
источник (17) отходящего тепла,
систему (5) с органическим циклом Ренкина, содержащую: по меньшей мере турбодетандер (21), содержащий регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В), по меньшей мере вращающуюся нагрузку (29), механически соединенную с турбодетандером (21) и приводимую посредством этого в движение, и механическое соединение (31) с переменной скоростью между турбодетандером (21) и вращающейся нагрузкой (29).
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая
газотурбинную систему (3), содержащую по меньшей мере один газотурбинный двигатель (9А, 9В) и по меньшей мере дополнительную вращающуюся нагрузку (11А, 11В), приводимую в движение указанным по меньшей мере одним газотурбинным двигателем (9А, 9В),
и систему (7, 17, 19) теплообмена для передачи отходящего тепла от газотурбинной системы (3) системе (5) с органическим циклом Ренкина, причем указанный источник отходящего тепла включает отработавший газ из газотурбинной системы (3).
3. Система по п. 1 или 2, в которой дополнительная вращающаяся нагрузка содержит по меньшей мере одну дополнительную турбомашину (11А, 11В), причем указанная по меньшей мере одна дополнительная турбомашина предпочтительно является компрессором.
4. Система по п. 1, или 2, или 3, в которой вращающаяся нагрузка содержит по меньшей мере одну турбомашину (29), причем указанная по меньшей мере одна турбомашина предпочтительно является компрессором.
5. Система по одному или более из предшествующих пп. 1-4, в которой система (5) с органическим циклом Ренкина содержит входной коллектор (22) турбодетандера и по меньшей мере регулятор (43) давления на входе, размещенный и выполненный для поддержания давления во входном коллекторе (22) турбодетандера на уровне давления (Р2) на входе турбодетандера в установившемся режиме.
6. Система по п. 5, содержащая дополнительный регулятор (41) давления на входе, размещенный и выполненный для управления обводным клапаном (47), соединяющим входной коллектор (22) турбодетандера со стороной низкого давления системы (5) с органическим циклом Ренкина, причем дополнительный регулятор (41) давления на входе имеет заданное значение (Р1) давления, которое выше давления (Р2) на входе турбодетандера в установившемся режиме.
7. Система по одному или более из предшествующих пп. 1-6, дополнительно содержащая устройство регулирования скорости, выполненное и размещенное для управления турбодетандером (21) и вращающейся нагрузкой (29), причем устройство регулирования скорости предпочтительно содержит по меньшей мере первый контур регулирования скорости турбодетандера, содержащий датчик (61) скорости турбодетандера и первый регулятор (59, 59А) скорости турбодетандера.
8. Система по п. 8, в которой первый регулятор (59, 59А) скорости турбодетандера выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на пусковой клапан (55) и регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В) турбодетандера (21) или для подачи управляющего сигнала на пусковой клапан (55).
9. Система по п. 7 или 8, в которой регулятор скорости турбодетандера дополнительно выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на механическое соединение (31) с переменной скоростью.
10. Система по п. 7, или 8, или 9, в которой устройство регулирования скорости дополнительно содержит второй контур регулирования скорости турбодетандера, содержащий второй регулятор (59В) скорости турбодетандера, причем второй контур регулирования скорости турбодетандера выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на механическое соединение (31) с переменной скоростью.
11. Система по одному или более из пп. 7-10, в которой устройство регулирования скорости дополнительно содержит по меньшей мере первый контур регулирования скорости нагрузки, содержащий датчик (53) скорости нагрузки и первый регулятор (51, 51А) скорости нагрузки, причем первый регулятор (51) скорости нагрузки предпочтительно выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на механическое соединение (31) с переменной скоростью, и первый регулятор (51, 51А) скорости нагрузки предпочтительно выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В) турбодетандера (21).
12. Система по п. 11, в которой первый регулятор (51, 51А) скорости нагрузки выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на пусковой клапан (55).
13. Система по п. 11 или 12, в которой устройство регулирования скорости дополнительно содержит второй контур регулирования скорости нагрузки, содержащий второй регулятор (51В) скорости нагрузки, причем второй контур регулирования скорости нагрузки выполнен и размещен для подачи управляющего сигнала выборочно на регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В) турбодетандера (21).
14. Система по одному или более из пп. 7-13, в которой устройство регулирования скорости выполнено и размещено для выполнения фазы пуска системы (5) с органическим циклом Ренкина, включающей стадию ускорения турбодетандера (21) до скорости (ωwarm-up) прогрева и последующую стадию ускорения турбодетандера (21) до расчетной рабочей скорости (ωexp-operating), причем устройство регулирования скорости предпочтительно выполнено и размещено для ускорения турбодетандера (21) до скорости (ωwarm-up) прогрева путем воздействия на пусковой клапан (55).
15. Система по п. 15, в которой устройство регулирования скорости выполнено и размещено для поддержания турбодетандера (21) на скорости (ωwarm-up) прогрева в течение интервала (Δtwarm-up) времени прогрева.
16. Система по п. 14 или 15, в которой устройство регулирования скорости выполнено и размещено для ускорения вращающейся нагрузки (29) до минимальной рабочей скорости (ωmin-comp-speed) и последующего ускорения вращающейся нагрузки (29) до полной рабочей скорости (ωcomp-oper), причем устройство регулирования скорости предпочтительно выполнено и размещено для ускорения вращающейся нагрузки (29) до минимальной рабочей скорости (ωmin-comp-speed) после того, как турбодетандер (21) достиг полной рабочей скорости (ωexp-operating).
17. Система по п. 16, в которой устройство регулирования скорости выполнено и размещено для ускорения вращающейся нагрузки (29) от минимальной рабочей скорости (ωmin-comp-speed) до полной рабочей скорости (ωcomp-oper) путем воздействия на механическое соединение (31) с переменной скоростью, причем устройство регулирования скорости предпочтительно выполнено и размещено для поддержания скорости турбодетандера на расчетной рабочей скорости (ωexp-operating) в течение ускорения вращающейся нагрузки от минимальной рабочей скорости (ωmin-comp-speed) до полной рабочей скорости (ωcomp-oper) путем воздействия на регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В) турбодетандера (21).
18. Система по любому из пп. 13-17, в которой устройство регулирования скорости выполнено и размещено для ускорения вращающейся нагрузки (29) до полной рабочей скорости (ωcomp-oper) путем воздействия на регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В) турбодетандера (21), при этом поддерживая турбодетандер на расчетной рабочей скорости (ωexp-operating) путем воздействия на механическое соединение (31) с переменной скоростью.
19. Способ управления системой преобразования энергии, содержащей систему (5) с органическим циклом Ренкина, находящуюся в тепловом контакте с источником (17) отходящего тепла и содержащую: по меньшей мере турбодетандер (21), содержащий регулируемые входные направляющие аппараты (57А, 57В), по меньшей мере вращающуюся нагрузку (29), механически соединенную с турбодетандером (21) и приводимую посредством этого в движение, и механическое соединение (31) с переменной скоростью между турбодетандером (21) и вращающейся нагрузкой (29); при этом способ включает стадию воздействия на механическое соединение (31) с переменной скоростью для регулирования энергии, передаваемой от турбодетандера (21) вращающейся нагрузке (29).
20. Способ по п. 19, включающий стадии
ускорения турбодетандера (21) до первой скорости (ωwarm-up) прогрева и последующего ускорения турбодетандера (21) до расчетной рабочей скорости (ωexp-operating), которая выше, чем скорость прогрева,
ускорения вращающейся нагрузки (29) до минимальной рабочей скорости (ωmin-comp-speed) и последующего ускорения вращающейся нагрузки до полной рабочей скорости (ωcomp-oper), которая выше, чем минимальная рабочая скорость нагрузки, при этом поддерживая турбодетандер (21) при расчетной рабочей скорости (ωехр-operating) или около нее.
RU2017135363A 2015-04-24 2016-04-22 Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования RU2731144C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITFI2015A000120 2015-04-24
ITFI20150120 2015-04-24
PCT/EP2016/059096 WO2016170166A2 (en) 2015-04-24 2016-04-22 Compressor driven by orc waste heat recovery unit and control method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017135363A true RU2017135363A (ru) 2019-05-24
RU2017135363A3 RU2017135363A3 (ru) 2019-07-30
RU2731144C2 RU2731144C2 (ru) 2020-08-31

Family

ID=53539773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017135363A RU2731144C2 (ru) 2015-04-24 2016-04-22 Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10975733B2 (ru)
CN (1) CN107849945B (ru)
DE (1) DE112016001877T5 (ru)
RU (1) RU2731144C2 (ru)
WO (1) WO2016170166A2 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20155049A1 (it) * 2015-10-20 2017-04-20 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Treno integrato di generazione di potenza e compressione, e metodo
FR3070725B1 (fr) * 2017-09-06 2019-08-30 IFP Energies Nouvelles Turbopompe cinetique avec un dispositif de variation de vitesse pour un circuit ferme, en particulier de type a cycle de rankine, notamment pour un vehicule automobile
US11001250B2 (en) * 2018-03-01 2021-05-11 Cummins Inc. Waste heat recovery hybrid power drive
US11578727B2 (en) 2020-09-17 2023-02-14 Compressor Controls Llc Methods and system for control of compressors with both variable speed and guide vanes position
CN112539092B (zh) * 2020-11-30 2022-05-24 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 基于有机朗肯循环的cng辅助生产装置
TWI769837B (zh) * 2021-05-28 2022-07-01 國立勤益科技大學 廢熱回收系統及其控制方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3338055A (en) * 1963-05-20 1967-08-29 Foster Wheeler Corp Once-through vapor generator start-up system
SU377531A1 (ru) 1970-12-22 1973-04-17 Комбинированная парогазовая установка
JPS5572608A (en) * 1978-11-29 1980-05-31 Hitachi Ltd Driving process of cross-compound turbine bypath system and its installation
US4226086A (en) * 1979-05-21 1980-10-07 Westinghouse Electric Corp. Automatic restart control for a power plant boiler
JP3800384B2 (ja) * 1998-11-20 2006-07-26 株式会社日立製作所 コンバインド発電設備
US6571548B1 (en) 1998-12-31 2003-06-03 Ormat Industries Ltd. Waste heat recovery in an organic energy converter using an intermediate liquid cycle
JP2001227616A (ja) * 1999-12-08 2001-08-24 Honda Motor Co Ltd 駆動装置
US6442941B1 (en) * 2000-09-11 2002-09-03 General Electric Company Compressor discharge bleed air circuit in gas turbine plants and related method
JP3593575B2 (ja) 2001-02-08 2004-11-24 川崎重工業株式会社 １軸式ガスタービンシステム
US8061139B2 (en) * 2002-05-22 2011-11-22 Ormat Technologies, Inc. Integrated engine generator rankine cycle power system
RU2237815C2 (ru) 2002-06-07 2004-10-10 Морев Валерий Григорьевич Способ получения полезной энергии в комбинированном цикле (его варианты) и устройство для его осуществления
US6962056B2 (en) * 2002-11-13 2005-11-08 Carrier Corporation Combined rankine and vapor compression cycles
IL157887A (en) 2003-09-11 2006-08-01 Ormat Ind Ltd Method and apparatus for augmenting the pressure head of gas flowing in a pipeline
US7841306B2 (en) * 2007-04-16 2010-11-30 Calnetix Power Solutions, Inc. Recovering heat energy
JP5221443B2 (ja) * 2009-05-08 2013-06-26 株式会社東芝 一軸型複合サイクル発電プラントの起動方法および一軸型複合サイクル発電プラント
US20110083437A1 (en) 2009-10-13 2011-04-14 General Electric Company Rankine cycle system
IT1400053B1 (it) 2010-05-24 2013-05-17 Nuovo Pignone Spa Metodi e sistemi per ugelli di ingresso a geometria variabile per uso in turboespansori.
EP2503112A1 (de) * 2011-03-24 2012-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum schnellen Zuschalten eines Dampferzeugers
JP2013092144A (ja) * 2011-10-03 2013-05-16 Kobe Steel Ltd 補助動力発生装置
JP5821711B2 (ja) * 2012-03-08 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US8876650B2 (en) 2012-03-30 2014-11-04 Hamilton Sundstrand Corporation Aircraft accessory drive multiple speed transmission
WO2013167932A1 (en) * 2012-05-10 2013-11-14 Renault Trucks Truck internal combustion engine arrangement comprising a waste heat recovery system for compressing intake air
ITFI20120193A1 (it) 2012-10-01 2014-04-02 Nuovo Pignone Srl "an organic rankine cycle for mechanical drive applications"

Also Published As

Publication number Publication date
US10975733B2 (en) 2021-04-13
CN107849945B (zh) 2020-02-14
CN107849945A (zh) 2018-03-27
DE112016001877T5 (de) 2018-01-18
WO2016170166A3 (en) 2016-12-01
RU2731144C2 (ru) 2020-08-31
RU2017135363A3 (ru) 2019-07-30
US20180142579A1 (en) 2018-05-24
WO2016170166A2 (en) 2016-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2017135363A (ru) Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования
US10830123B2 (en) Systems and method for a waste heat-driven turbocharger system
RU2718735C2 (ru) Комплексный блок генерации энергии и сжатия и соответствующий способ
US9523313B2 (en) System and method for loading a combined cycle power plant
EP3314096B1 (en) Power system and method for producing useful power from heat provided by a heat source
RU2015110478A (ru) Установка с турбодетандером и приводной турбомашиной
EP3091195A1 (en) System and method for waste heat powered active clearance control
KR20070113990A (ko) 공기 추출의 사용을 통한 저 주파수 작동 동안의 가스 터빈작동을 위한 방법
EP2339128A2 (en) Method for starting a turbomachine
US20060254280A1 (en) Combined cycle power plant using compressor air extraction
RU2013125140A (ru) Нагнетательная система для газотурбинной системы, газотурбинная система и способ работы газовой турбины
US9828887B2 (en) Power generation system having compressor creating excess air flow and turbo-expander to increase turbine exhaust gas mass flow
US10428695B2 (en) Combined cycle plant, device for controlling said plant, and method for starting up said plant
EP3070294A1 (en) Power generation system having compressor creating excess air flow and turbo-expander for supplemental generator
US10024197B2 (en) Power generation system having compressor creating excess air flow and turbo-expander using same
KR102520288B1 (ko) 증기 터빈 플랜트, 및 그 냉각 방법
JP6749772B2 (ja) 過剰空気流を生成する圧縮機及び入口空気を冷却するためのターボ膨張器を有する発電システム
EP3070299A1 (en) Power generation system having compressor creating excess air flow and supplemental compressor therefor
JP2017020505A (ja) ガスタービン出力増大システム
EP2623751B1 (en) Method and apparatus to control part-load performance of a turbine
US20180080347A1 (en) System and method for recovering turbine system extractions
JP6244099B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法
EP3070291B1 (en) Power generation system having compressor creating excess air flow and turbo-expander using same
JPWO2021086989A5 (ru)
RU2557834C2 (ru) Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции