[发明专利]发电装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过蒸发的工作介质驱动膨胀机进行发电的发电装置及其控制方法。

背景技术

以往，已知有将来自工厂等的各种设备的排热回收、利用该回收的排热的能量进行发电的发电装置。作为这样的发电装置的一例，在日本·特开2011－208569号中公开了二元发电装置、即为了驱动膨胀机而利用使用低沸点的工作介质的兰肯循环的发电装置。该发电装置具备使工作介质（发电工作流体）蒸发的蒸发器、使从蒸发器排出的工作介质成为过热状态的过热器、被从过热器排出的工作介质驱动的膨胀机（涡轮）、从膨胀机得到动力而发电的发电机、使从膨胀机排出的工作介质冷凝的冷凝器、和将由冷凝器冷凝后的工作介质向上述蒸发器送出的泵。

可是，在膨胀机中，一般具备受从过热器排出的过热状态的工作介质（过热蒸汽）旋转驱动的螺旋转子，为了该螺旋转子的润滑等而供给润滑油。因此，在从膨胀机排出的工作介质中混入有微量的润滑油，该混入了润滑油的工作介质在被冷凝器冷凝后被向蒸发器及过热器送出。

如上述那样，由于对蒸发器及过热器供给混入有润滑油的工作介质，所以从工作介质分离的润滑油有可能积存在蒸发器或过热器中。特别是，在过热器中，由于几乎全部的工作介质以蒸汽的状态流通，所以润滑油不易伴随着工作介质，可以想到润滑油容易积存。如果润滑油积存在过热器中，则热交换的传热面积减小，热交换量下降，所以导致从过热器排出的工作介质（过热蒸汽）的温度、压力的下降，进而带来发电效率的下降。

发明内容

本发明是鉴于上述那样的情况而做出的，目的是提供一种能够有效地防止起因于润滑油积存在过热器中的发电效率的下降的发电装置及其控制方法。

作为用来解决上述课题的技术方案，本发明的发电装置具备：蒸发器，通过从外部供给的加热介质使工作介质的至少一部分蒸发；过热器，通过从外部供给的加热介质使从上述蒸发器排出的工作介质成为过热状态；膨胀机，包括转子，所述转子受通过上述过热器成为过热状态的工作介质的膨胀能量旋转驱动；发电机，从上述膨胀机得到动力而发电；冷凝器，通过从外部供给的冷却介质使从上述膨胀机排出的工作介质冷凝；泵，将从上述冷凝器排出的工作介质向上述蒸发器送出；油分离器，配置在上述膨胀机与上述冷凝器之间或上述膨胀机与上述过热器之间，将混入在从上述膨胀机排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离；旁通通路，将上述过热器与上述油分离器连接；旁通阀，将上述旁通通路开闭；控制机构，通过控制上述旁通阀的开闭，执行将积存在上述过热器的上游部中的润滑油向上述油分离器引导的排油控制。

此外，本发明的发电装置的控制方法，是控制发电装置的方法，所述发电装置具备：蒸发器，通过从外部供给的加热介质使工作介质的至少一部分蒸发；过热器，通过从外部供给的加热介质使从上述蒸发器排出的工作介质成为过热状态；膨胀机，包括转子，所述转子受通过上述过热器成为过热状态的工作介质的膨胀能量旋转驱动；发电机，从上述膨胀机得到动力而发电；冷凝器，通过从外部供给的冷却介质使从上述膨胀机排出的工作介质冷凝；泵，将从上述冷凝器排出的工作介质向上述蒸发器送出；油分离器，配置在上述膨胀机与上述冷凝器之间或上述膨胀机与上述过热器之间，将混入在从上述膨胀机排出的工作介质中的润滑油从工作介质分离；旁通通路，将上述过热器与上述油分离器连接；旁通阀，将上述旁通通路开闭；上述控制方法包括通过将上述旁通阀打开、将积存在上述过热器的上游部中的润滑油经由上述旁通通路向上述油分离器引导的排油工序。

根据这些发明，通过随着排油控制（排油工序）将旁通阀打开，将积存在过热器的上游部中的润滑油经过旁通通路向油分离器引导，所以在发电装置的运转中，避免在过热器中积存较多的润滑油而热交换量下降的情况。由此，能够防止从过热器排出、向膨胀机供给的工作介质（过热蒸汽）的温度、压力下降，能够良好地维持发电机的发电效率。

在上述发电装置中，优选的是，上述控制机构构成为，能够在上述发电机的发电的开始时及结束时的至少一个时间执行上述排油控制。

在上述控制方法中，优选的是，上述排油工序在上述发电机的发电的开始时及结束时的至少一个时间执行。

根据这些技术方案，由于在发电的开始时或结束时执行排油控制（排油工序），所以能够将过热器内的润滑油排出后进行实质的发电，能够可靠地防止发电装置的运转中的发电效率的下降。

在上述发电装置中，上述控制机构在上述发电机的发电的开始时执行排油控制的情况下，更优选的是，在对上述过热器供给加热介质及工作介质后将上述旁通阀打开。