[发明专利]在管线中产生液流的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种在管线中产生液流的方法和设备。具体地，本发明涉及一种在管线中产生液流的方法和设备，该管线具有至少一个涡轮装置以从液流提取能量。

背景技术

利用蒸汽轮机、燃气轮机或内燃机产生诸如电能的能量是公知的。然而，这些设备的效率相对较低，大约30-40％。这意味着会产生相对较多的CO₂以提供电能。此外，这个设备需要很多所谓的动力设备，而且结构复杂且具有相对较高的维护费用。

由于上述缺陷，目前，已不倾向于使用可燃气体例如甲烷的有限矿藏或有限产品。这些有限的矿藏通常存在于具有腐化的生物块团的地方。这种生物块团的实例是在生产食品的过程中产生的残余物，例如肥料、屠宰废弃物和蔬菜废料。

通常是将气体作为化肥播撒在农田中以直接排放到大气中或在所谓的燃烧之后排放到大气中，而不是使用以这类气体为代表的资源。

在很长一段时间，基于将热水分配到周围区域的所谓分区供热厂已经被认为是一种相对来说对环境无危害的方案。尤其在能量基于例如废物或CO₂中性能源如木屑的燃烧的时候，这类供热厂被认为是对环境无危害的。

然而，分区供热厂具有若干缺陷。首先，这类供热厂需要相对大的投资和运行成本。其次，对在这类供热厂中产生的热量的需求会有波动。需求会在一天中和一个季节中变化。最后同样重要的是，热水形式的能量的供给距离短，只能在连接到分区供热厂的网路系统中分配。仅在工业密度大的区域才可能售出任何过剩热。

公开文献GB 162641公开了一种利用加压蒸汽在管线中提供液流的设备。

公开文献US 2007/0151234 A1公开了一种产生能量的系统，其中加压空气用于为水轮机提供液流。

发明内容

本发明的目的在于克服或减少现有技术中的至少一个缺陷。

该目的是通过下面的说明书和随后的权利要求书中具体说明的特征实现的。

本发明的第一方面，提供了一种在管线中产生液流的方法，所述管线具有至少一个涡轮设备以从液流中提取能量，其中该方法包括下述步骤：

-使第一压力的蒸汽得以流动通过可闭合的入口流入容器以置换一定体积的液体通过容器的可闭合的出口流出并流入管线；

-使液流得以驱动涡轮机，并使涡轮机下游的液流得以处在较涡轮机上游的压力低的压力通过低压线路并经由缓冲容器和液体供给线路返回容器的第二入口，所述入口是可打开的；

-关闭对容器的蒸汽供给；

-使容器中的压力得以置换液体流出容器并通过涡轮机；

-关闭通向管线的出口；

-打开以形成流出容器的蒸汽的液体连通；及

-打开以将液体从液体供给线路回填到容器中，液体供给线路与缓冲容器液体连通。

以加压蒸汽的形式供给系统的能量可以以已知的方式提供，例如通过蒸汽锅炉提供。

为了使通过至少一个涡轮机的液体的流动尽可能的稳定，如果两个或多于两个容器并联布置将是有利的，上述步骤在各个容器之间以相位滞后的方式进行。

在一种优选实施方式中，至少一个额外的涡轮机置于为至少一个容器而排布的至少一条额外的中压管线的每一条中，容器中的压力是各条管线中的液流的控制因子。

由此，液体可被控制为相继地流入一条或多条中压液体线路中并通过额外的涡轮机，额外的涡轮机被优化为使液流具有受限制的压力范围。

由于该设备对于从容器流出蒸汽的上述液体连通(所谓的压力泄放)是开放的，因此为了能够维持设备中的蒸汽和液体平衡，如果通过热交换器输送从容器流出进入到压力泄放线路的蒸汽并通过缓冲容器将蒸汽返回到液体系统中将是有利的。由此，维持了设备中的液体平衡，该设备就液体而言对周围环境是闭合的。

在一种替代实施方式中，压力泄放线路中的蒸汽通过泵装置输送到蒸汽发生装置中。

在另一种替代实施方式中，压力泄放线路中的蒸汽被输送到热交换器并从热交换器中泵入蒸汽发生装置中。

在上述的两种替代实施方式中，在设备中具有改进的蒸汽和液体的分离。在上述的替代实施方式中，也在设备中维持了液体平衡。

在一种实施方式中，压力泄放线路具有蒸汽轮机以从在线路中流动的蒸汽提取能量。蒸汽轮机置于可能有的热交换器的上游。

结果证明，如果涡轮机是所谓的容积式涡轮装置将具有极大的益处。在一种实施方式中，将所谓的凸轮泵用作涡轮机，凸轮泵由管线中的液流驱动。如果涡轮机用于以下述方式控制涡轮机下游的压力也将具有极大的益处：压力不降低到预定的最小压力之下。