朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法和装置，根据膨胀机入口的工质参数，膨胀机的绝热效率和膨胀机出口的工质压强，计算出膨胀机出口的工质温度，用膨胀机出口的工质参数，冷凝器的换热量和工质的物理特性，计算出冷凝器的工质出口温度，根据基础压力值对应的工质饱和液温度和过冷度计算出目标温度后，将冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配；若匹配成功，将储液罐压力调整为基础压力值；若匹配失败，修正基础压力值，并将储液罐压力调整为修正后的压力值；修正后的压力值对应的工质饱和液温度，等于冷凝器的工质出口温度与过冷度之和。本方案通过控制储液罐的压力维持储液罐中的工质的过冷度，从而消除储液罐中工质的气泡。

The control method and device of tank pressure in Rankine circulation system

【技术实现步骤摘要】
朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法和装置
本专利技术涉及自动控制
，特别涉及一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法和装置。
技术介绍
朗肯循环系统是一种动力循环系统，包括工质泵、蒸发器、膨胀机、冷凝器和储液罐。储液罐的工质在工质泵中被压缩升压，然后进入蒸发器被加热成过热蒸汽，过热蒸汽进入膨胀机做功，做功后的低压蒸汽在冷凝器中被冷凝后进入储液罐，完成一个循环。在朗肯循环系统中，储液罐存储的工质有时会夹杂有气泡，而这些夹杂的气泡会显著的降低工质泵的效率，进而导致工质泵消耗的功增加，系统整体的效率降低。因此，为了提高朗肯循环系统的效率，目前亟需一种消除储液罐存储的工质中的气泡的方法。
技术实现思路
基于上述现有技术缺点，本专利技术提供一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法和装置，通过控制储液罐的压力维持储液罐中的工质的过冷度，从而消除储液罐中工质的气泡。本专利技术第一方面提供一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法，所述朗肯循环系统包括蒸发器、膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵，所述控制方法包括：根据所述膨胀机入口处的工质的参数，所述膨胀机的绝热效率和所述膨胀机出口处的工质的压强，计算得到所述膨胀机出口处的工质的温度；利用所述膨胀机出口处的工质的温度和压强，所述冷凝器的换热量以及所述工质的物理特性，计算得到所述冷凝器的工质出口温度；将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配；其中，所述目标温度等于基础压力值对应的工质饱和液温度和预设的过冷度之差；若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功，将所述基础压力值确定为所述储液罐的目标压力值；若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败，根据所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度修正所述基础压力值，得到修正后的压力值，并将所述修正后的压力值确定为所述储液罐的目标压力值；其中，所述修正后的压力值对应的工质饱和液温度，等于所述冷凝器的工质出口温度与所述过冷度之和；将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值。可选的，计算所述冷凝器的换热量的方法包括：计算所述冷凝器的冷却液进口温度和冷却液出口温度的差值，得到所述冷凝器的冷却液温差；用所述冷凝器的冷却液流量，所述冷却液温差以及所述冷却液的比热容，计算得到所述冷凝器单位时间内的冷却液吸热量；根据所述冷凝器单位时间内的冷却液吸热量和所述冷凝器的换热效率，计算得到所述冷凝器的换热量。可选的，所述储液罐包括工质腔，压缩空气腔，以及设置于所述工质腔和所述压缩空气腔之间的活动隔板，所述压缩空气腔通过空气阀与压缩空气罐连接；其中，所述将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值，包括：根据所述储液罐的目标压力值调整所述空气阀的开度，使所述空气阀的开度和所述储液罐的目标压力值相匹配。可选的，所述将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配，包括：用所述冷凝器的工质出口温度减去所述目标温度，得到温度差值；判断所述温度差值的绝对值是否大于预设的温度阈值；若所述温度差值的绝对值大于所述温度阈值，则所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败；若所述温度差值的绝对值小于或等于所述温度阈值，则所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功。可选的，计算所述基础压力值的方法，包括：计算所述冷凝器的冷却液出口温度和所述冷凝器的换热窄点温差之和，得到基础饱和温度；根据工质的物理特性以及所述基础饱和温度确定所述基础饱和温度对应的饱和压力，并将所述饱和压力确定为所述基础压力值。本专利技术第二方面提供一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制装置，所述朗肯循环系统包括蒸发器、膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵，所述控制装置包括：第一计算单元，用于根据所述膨胀机入口处的工质的参数，所述膨胀机的绝热效率和所述膨胀机出口处的工质的压强，计算得到所述膨胀机出口处的工质的温度；第二计算单元，用于利用所述膨胀机出口处的工质的温度和压强，所述冷凝器的换热量以及所述工质的物理特性，计算得到所述冷凝器的工质出口温度；匹配单元，用于将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配；其中，所述目标温度等于基础压力值对应的工质饱和液温度和预设的过冷度之差；确定单元，用于若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功，将所述基础压力值确定为所述储液罐的目标压力值；还用于若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败，根据所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度修正所述基础压力值，得到修正后的压力值，并将所述修正后的压力值确定为所述储液罐的目标压力值；其中，所述修正后的压力值对应的工质饱和液温度，等于所述冷凝器的工质出口温度与所述过冷度之和；调整单元，用于将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值。可选的，还包括：换热量计算单元，用于：计算所述冷凝器的冷却液进口温度和冷却液出口温度的差值，得到所述冷凝器的冷却液温差；并用所述冷凝器的冷却液流量，所述冷却液温差以及所述冷却液的比热容，计算得到所述冷凝器单位时间内的冷却液吸热量；再根据所述冷凝器单位时间内的冷却液吸热量和所述冷凝器的换热效率，计算得到所述冷凝器的换热量。可选的，所述储液罐包括工质腔，压缩空气腔，以及设置于所述工质腔和所述压缩空气腔之间的活动隔板，所述压缩空气腔通过空气阀与压缩空气罐连接；其中，所述调整单元将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值时，具体用于：根据所述储液罐的目标压力值调整所述空气阀的开度，使所述空气阀的开度和所述储液罐的目标压力值相匹配。可选的，所述匹配单元将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配时，具体用于：用所述冷凝器的工质出口温度减去所述目标温度，得到温度差值；判断所述温度差值的绝对值是否大于预设的温度阈值；其中，若所述温度差值的绝对值大于所述温度阈值，则所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败；若所述温度差值的绝对值小于或等于所述温度阈值，则所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功。可选的，还包括：压力值确定单元，用于：计算所述冷凝器的冷却液出口温度和所述冷凝器的换热窄点温差之和，得到基础饱和温度；并用于根据工质的物理特性以及所述基础饱和温度确定所述基础饱和温度对应的饱和压力，并将所述饱和压力确定为所述基础压力值。本申请提供一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法和装置，根据膨胀机入口的工质参数，膨胀机的绝热效率和膨胀机出口的工质压强，计算出膨胀机出口的工质温度，用膨胀机出口的工质参数，冷凝器的换热量和工质的物理特性，计算出冷凝器的工质出口温度，根据基础压力值对应的工质饱和液温度和过冷度计算出目标温度后，将冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配；若匹配成功，将储液罐压力调整为基础压力值；若匹配失败，修正基础压力值，并将储液罐压力调整为修正后的压力值；修正后的压力值对应的工质饱和液温度，等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法，其特征在于，所述朗肯循环系统包括蒸发器、膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵，所述控制方法包括：/n根据所述膨胀机入口处的工质的参数，所述膨胀机的绝热效率和所述膨胀机出口处的工质的压强，计算得到所述膨胀机出口处的工质的温度；/n利用所述膨胀机出口处的工质的温度和压强，所述冷凝器的换热量以及所述工质的物理特性，计算得到所述冷凝器的工质出口温度；/n将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配；其中，所述目标温度等于基础压力值对应的工质饱和液温度和预设的过冷度之差；/n若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功，将所述基础压力值确定为所述储液罐的目标压力值；/n若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败，根据所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度修正所述基础压力值，得到修正后的压力值，并将所述修正后的压力值确定为所述储液罐的目标压力值；其中，所述修正后的压力值对应的工质饱和液温度，等于所述冷凝器的工质出口温度与所述过冷度之和；/n将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值。/n

【技术特征摘要】
1.一种朗肯循环系统的储液罐压力的控制方法，其特征在于，所述朗肯循环系统包括蒸发器、膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵，所述控制方法包括：
根据所述膨胀机入口处的工质的参数，所述膨胀机的绝热效率和所述膨胀机出口处的工质的压强，计算得到所述膨胀机出口处的工质的温度；
利用所述膨胀机出口处的工质的温度和压强，所述冷凝器的换热量以及所述工质的物理特性，计算得到所述冷凝器的工质出口温度；
将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配；其中，所述目标温度等于基础压力值对应的工质饱和液温度和预设的过冷度之差；
若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功，将所述基础压力值确定为所述储液罐的目标压力值；
若所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败，根据所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度修正所述基础压力值，得到修正后的压力值，并将所述修正后的压力值确定为所述储液罐的目标压力值；其中，所述修正后的压力值对应的工质饱和液温度，等于所述冷凝器的工质出口温度与所述过冷度之和；
将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，计算所述冷凝器的换热量的方法包括：
计算所述冷凝器的冷却液进口温度和冷却液出口温度的差值，得到所述冷凝器的冷却液温差；
用所述冷凝器的冷却液流量，所述冷却液温差以及所述冷却液的比热容，计算得到所述冷凝器单位时间内的冷却液吸热量；
根据所述冷凝器单位时间内的冷却液吸热量和所述冷凝器的换热效率，计算得到所述冷凝器的换热量。


3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述储液罐包括工质腔，压缩空气腔，以及设置于所述工质腔和所述压缩空气腔之间的活动隔板，所述压缩空气腔通过空气阀与压缩空气罐连接；
其中，所述将所述储液罐的压力调整为所述储液罐的目标压力值，包括：
根据所述储液罐的目标压力值调整所述空气阀的开度，使所述空气阀的开度和所述储液罐的目标压力值相匹配。


4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述将所述冷凝器的工质出口温度和目标温度进行匹配，包括：
用所述冷凝器的工质出口温度减去所述目标温度，得到温度差值；
判断所述温度差值的绝对值是否大于预设的温度阈值；
若所述温度差值的绝对值大于所述温度阈值，则所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配失败；
若所述温度差值的绝对值小于或等于所述温度阈值，则所述冷凝器的工质出口温度和所述目标温度匹配成功。


5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，计算所述基础压力值的方法，包括：
计算所述冷凝器的冷却液出口温度和所述冷凝器的换热窄点温差之和，得到基础饱和温度；
根据工质的物理特性以及所述基础饱和温度确定所述基础饱和温度对应的饱和压力，并将所述饱和压力确定为所述基础压力值。


6.一种朗肯循环系统的储液罐压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈火雷，孔祥花，李敏，隋博，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37