工质循环系统技术方案

本发明专利技术提供一种工质循环系统，包括：工质循环路径、油容器和油路径，在工质循环路径中包括有膨胀机、冷凝器、工质泵和预热/蒸发器，在膨胀机内设置有油池，油路径将油容器连通至油池，其中，油路径根据油池中的油位变化而选择性地打开，从而允许油容器中的油补充至油池或者允许油池中的油排出至油容器。

【技术实现步骤摘要】
工质循环系统
本专利技术涉及工质循环系统领域，更具体地，涉及一种包含油管理装置的有机朗肯循环发电系统。
技术介绍
本部分提供了与本专利技术相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。有机朗肯循环发电系统是一种利用低沸点工质作为循环介质，利用卡诺循环，利用热源或冷源的能量产生机械功或电功的系统。该系统主要包括由膨胀机、冷凝器、工质泵和预热/蒸发器依次连接而构成的工质循环路径。其中，膨胀机往往需要可靠的油循环系统来供应润滑油，从而对膨胀机的内部部件进行润滑、冷却和密封。目前有机朗肯循环系统中的油循环方式包括三种：(1)膨胀机的出口处设置油分离器，并设置油泵将油重新泵送到膨胀机内需要润滑的部件。然而这种油循环系统比较复杂、成本较高。(2)系统不设置油分离器，膨胀机出口的润滑油完全随工质一起循环，并随工质蒸发进入膨胀机入口。但这种系统的缺点是难以控制润滑油充注量。(3)系统中润滑油和工质接近完全分离，仅少量润滑油进入工质，并利用蒸发器内设置回油管回到膨胀机内，但这种油循环系统仅适用于离心式膨胀机。因此，需要提供一种改进的有机朗肯循环系统，以克服油循环系统中存在的上述技术问题。
技术实现思路
在本部分中提供本专利技术的总体概要，而不是本专利技术完全范围或本专利技术所有特征的全面公开。本专利技术的目的提供一种简单、可靠、适用性广的工质循环系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种工质循环系统，包括：工质循环路径、油容器和油路径，在工质循环路径中包括有膨胀机、冷凝器、工质泵和预热/蒸发器，在膨胀机内设置有油池，油路径将油容器连通至油池，其中，油路径根据油池中的油位变化而选择性地打开，从而允许油容器中的油补充至油池或者允许油池中的油排出至油容器。根据本专利技术的一个方面，油路径包括补油路径和/或出油路径，补油路径在打开时允许油容器中的油补充至油池，出油路径在打开时允许油池中的油排出至油容器。根据本专利技术的一个方面，补油路径构造成：当油池中的油位低于补油设定值A时补油路径打开，当油池中的油位高于补油设定值A时补油路径关闭；出油路径构造成：当油池中的油位高于出油设定值B时出油路径打开，当油池中的油位低于出油设定值B时出油路径关闭。根据本专利技术的一个方面，出油设定值B高于所述补油设定值A。根据本专利技术的一个方面，在油路径中设置有电动阀，并且在油池中设置有能够向电动阀提供信号的油位传感器，或者，在油路径和油池中设置有浮球开关。根据本专利技术的一个方面，油容器构造为油罐，油罐包括高压油罐和/或低压油罐，油路径的补油路径构造为油罐补油路径，高压油罐通过油罐补油路径而连通至油池并且通过将预热/蒸发器与膨胀机之间的工质循环路径与高压油罐连通的高压路径而获得高压，使得高压油罐在压力作用下向油池补油，低压油罐通过油路径的出油路径而连通至油池并且通过将膨胀机与冷凝器之间的工质循环路径与低压油罐连通的低压路径而获得低压，使得油池在压力作用下向低压油罐出油。。根据本专利技术的一个方面，油罐补油路径和/或出油路径中设置有毛细管。根据本专利技术的一个方面，在高压油罐与低压油罐之间设有连通高压油罐与低压油罐的回油路径。根据本专利技术的一个方面，高压油罐的位置低于低压油罐的位置。根据本专利技术的一个方面，在高压路径、低压路径和回油路径中分别设置有电动阀，并且在高压油罐和/或低压油罐中设置有液位传感器，或者，在高压路径、低压路径和回油路径中分别设置有手动阀。根据本专利技术的一个方面，工质循环系统构造成：当高压油罐中的油位低于设定值或低压油罐中的油位高于设定值时，使油罐补油路径、出油路径和高压路径关闭并且使回油路径打开以便将低压油罐中的油返回至高压油罐，或者，使油罐补油路径、出油路径和低压路径关闭并且使回油路径打开以便将低压油罐中的油返回至高压油罐。根据本专利技术的一个方面，油容器构造为油分离器，油分离器包括高压油分离器或低压油分离器，油路径的补油路径构造为高压油分补油路径或低压油分补油路径，高压油分离器设置在预热/蒸发器与膨胀机之间的工质循环路径上并且通过高压油分补油路径而连通至油池，低压油分离器设置在膨胀机与冷凝器之间的工质循环路径上通过低压油分补油路径而连通至油池。根据本专利技术的一个方面，设置有将高压油分离器连接至膨胀机的工质入口附近的附加补油路径以便将所述高压油分离器中的油补充至工质入口。根据本专利技术的一个方面，低压油分离器的位置高于油池的位置和/或膨胀机内设置有油泵。根据本专利技术的一个方面，设置有将油池连接至低压油分离器的低压油分出油路径以便将油池中的油排出至低压油分离器。根据本专利技术的一个方面，设置有将油池连接至冷凝器的低压冷凝器出油路径以便将油池中的油补充至工质循环路径。根据本专利技术的一个方面，附加补油路径中设置有毛细管。根据本专利技术的一个方面，工质循环系统为有机朗肯循环发电系统。总体上，根据本专利技术的工质循环系统至少带来以下有益效果：根据本专利技术的工质循环系统能够有效避免现有技术中的有机朗肯循环系统因工况波动或润滑油的初始充注量造成系统缺油或系统油循环量过大等技术问题，同时可以有效控制膨胀机内的油位，减少因膨胀机轴的搅动功耗，提高系统效率。并且，本专利技术的有机朗肯循环系统中设置的部件数量较少、结构简单，具有较高的成本效益。附图说明根据以下参照附图的详细描述，本专利技术的前述及另外的特征和特点将变得更加清楚，这些附图仅作为示例并且不一定是按比例绘制。在附图中采用相同的参考标记指示相同的部件，在附图中：图1示出现有的包括油分离器和油泵的有机朗肯循环系统的示意图；图2示出现有的未设置油分离器的有机郎肯循环系统的示意图；图3示出根据本专利技术的第一实施方式的工质循环系统的示意图，其中膨胀机示出为涡旋膨胀机的纵剖视图；图4示出根据本专利技术的第二实施方式的工质循环系统的示意图；图5示出根据本专利技术的第三实施方式的工质循环系统的示意图；图6示出根据本专利技术的第四实施方式的工质循环系统的示意图；图7示出根据本专利技术的第五实施方式的工质循环系统的示意图；以及图8示出根据本专利技术的第六实施方式的工质循环系统的示意图。具体实施方式现在将结合附图1-8对本专利技术的优选实施方式进行详细描述。以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本专利技术及其应用或用途。在各视图中，相对应的构件或部分采用相同的参考标记。在下述示例性实施方式中，有机朗肯循环系统中的膨胀机示例性地采用立式涡旋膨胀机。然而，根据本专利技术的工质循环系统也可以采用诸如卧式涡旋膨胀机的任何其他合适类型的涡旋膨胀机或者螺杆膨胀机等。下面将参照图1和图2来描述现有的有机朗肯循环系统的主要部件和运行原理。如图1所示，有机朗肯循环系统包括主要由膨胀机1、冷凝器2、工质泵3和预热/蒸发器4依次通过管道连接构成的工质循环路径(在附图中以实线箭头表示，箭头表示工质的流向)。在工质循环路径中，液态工质进入预热/蒸发器4被加热至高温、高压的气态工质，该气态工质被输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工质循环系统，包括：/n工质循环路径，在所述工质循环路径中包括有膨胀机(1)、冷凝器(2)、工质泵(3)和预热/蒸发器(4)，在所述膨胀机(1)内设置有油池(13)；/n油容器；以及/n油路径，所述油路径将所述油容器连通至所述油池，/n其中，所述油路径根据所述油池(13)中的油位变化而选择性地打开，从而允许所述油容器中的油补充至所述油池(13)或者允许所述油池(13)中的油排出至所述油容器。/n

【技术特征摘要】
1.一种工质循环系统，包括：
工质循环路径，在所述工质循环路径中包括有膨胀机(1)、冷凝器(2)、工质泵(3)和预热/蒸发器(4)，在所述膨胀机(1)内设置有油池(13)；
油容器；以及
油路径，所述油路径将所述油容器连通至所述油池，
其中，所述油路径根据所述油池(13)中的油位变化而选择性地打开，从而允许所述油容器中的油补充至所述油池(13)或者允许所述油池(13)中的油排出至所述油容器。


2.根据权利要求1所述的工质循环系统，其中，所述油路径包括补油路径(L1、L11、L12)和/或出油路径(L3)，所述补油路径(L1、L11、L12)在打开时允许所述油容器中的油补充至所述油池(13)，所述出油路径(L3)在打开时允许所述油池(13)中的油排出至所述油容器。


3.根据权利要求2所述的工质循环系统，其中：
所述补油路径(L1、L11、L12)构造成：当所述油池(13)中的油位低于补油设定值A时所述补油路径(L1、L11、L12)打开，当所述油池(13)中的油位高于补油设定值A时所述补油路径(L1、L11、L12)关闭；
所述出油路径(L3)构造成：当所述油池(13)中的油位高于出油设定值B时所述出油路径(L3)打开，当所述油池(13)中的油位低于出油设定值B时所述出油路径(L3)关闭。


4.根据权利要求3所述的工质循环系统，其中，所述出油设定值B高于所述补油设定值A。


5.根据权利要求1所述的工质循环系统，其中，在所述油路径中设置有电动阀，并且在所述油池(13)中设置有能够向所述电动阀提供信号的油位传感器，或者，在所述油路径和所述油池(13)中设置有浮球开关。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的工质循环系统，其中，所述油容器构造为油罐，所述油罐包括高压油罐(15)和/或低压油罐(25)，所述油路径的补油路径(L1、L11、L12)构造为油罐补油路径(L1)，所述高压油罐(15)通过所述油罐补油路径(L1)而连通至所述油池(13)并且通过将所述预热/蒸发器(4)与所述膨胀机(1)之间的工质循环路径与所述高压油罐(15)连通的高压路径(C1)而获得高压，使得所述高压油罐(15)在压力作用下向所述油池(13)补油，所述低压油罐(25)通过所述油路径的出油路径(L3)而连通至所述油池并且通过将所述膨胀机(1)与所述冷凝器(2)之间的工质循环路径与所述低压油罐(25)连通的低压路径(C2)而获得低压，使得所述油池(13)在压力作用下向所述低压油罐(25)出油。


7.根据权利要求6所述的工质循环系统，其中，所述油罐补油路径(L1)和/或所述出油路径(L3)中设置有毛细管。


8.根据权利要求6所述的工质循环系统，其中，在所述高压油罐(15)与所述低压油罐(25)之间设有连通所述高压油罐(15)与所述低压油罐(25)的回油路径(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东辉，郑洪财，杨春，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32