[实用新型]用于产生电力的系统

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及用于产生电力的系统，并且更具体地涉及用于使用联接到热泵的涡轮膨胀机来产生电力的系统。

背景技术

在典型的发电应用中，使用朗肯（Rankine）系统的电厂利用泵来将来自冷凝器的加压液体进给至锅炉或热交换器(heat exchanger)。所述热交换器用于使液体蒸发成气体。此外，涡轮膨胀机联接到热交换器，以接收气体并且使气体膨胀从而驱动发电机产生电力。用于将加压液体进给至热交换器的泵通常会消耗发电机所产生的电力的相当大的部分。这显著降低了电厂的总体效率。

因此，存在对改进的用于提高电厂效率的系统和方法的需要。

实用新型内容

根据本实用新型的一个示例性实施例，公开一种用于产生电力的系统，所述系统包括：

缓冲室；

热泵，所述热泵联接到所述缓冲室并且联接到流体源，所述热泵包括：用于通过第一阀从所述流体源接收第一流体的第一通道；用于使第二流体循环通过第二阀的第二通道，其中所述第二流体与所述第一流体成换热热交换关系地循环，以在所述第一流体的恒定体积下对所述第一流体进行加热并且产生加压气体；用于通过止回阀（check valve）将一部分加压气体排放至所述缓冲室的第三通道；以及用于通过第三阀排放另一部分加压气体的第四通道；

涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机用于从所述热泵接收所述另一部分加压气体并且使所述另一部分加压气体膨胀；以及

发电机，所述发电机联接到所述涡轮膨胀机并且被构造成产生电力。

其中，所述系统还包括压缩装置，以用于从所述流体源接收一部分第一流体、对所述一部分第一流体进行加压、并且将经过加压的所述一部分第一流体进给至所述缓冲室，其中所述第一流体包括气体介质。

其中，所述系统还包括泵，以用于从所述流体源接收一部分第一流体、对所述一部分第一流体进行加压、并且将经过加压的所述一部分第一流体进给至热交换器，其中所述第一流体包括液体介质。

其中，所述热泵包括以串联或并联布置设置的多个热泵。

其中，所述缓冲室用于储存所述一部分加压气体并且将所述一部分加压气体进给至热交换器。

其中，所述第一阀被构造成通过所述热泵的第一通道进给所述第一流体，直到在所述热泵与所述流体源之间建立温度平衡状态为止。

其中，所述止回阀被构造成将一部分加压气体从所述热泵排放至所述缓冲室，直到在所述热泵与所述缓冲室之间建立第一压力平衡状态为止。

其中，所述第三阀被构造成将所述另一部分加压气体从所述热泵排放至所述涡轮膨胀机，直到在所述流体源与所述涡轮膨胀机的进口之间建立第二压力平衡状态为止。

其中，所述系统还包括多个传感器，以用于分别感测所述热泵的温度、所述流体源的温度、所述热泵的压力、所述缓冲室的压力、所述流体源的压力、所述涡轮膨胀机进口中的气体压力。

其中，所述系统还包括可通信地联接到所述多个传感器的控制单元，其中所述控制单元被构造成控制以下中的至少一个：基于所述热泵的预定温度和所述流体源与所述热泵之间的温度平衡状态来控制所述第一阀；基于所述流体源与所述热泵之间的温度平衡状态和所述热泵的预定压力来控制所述第二阀；基于所述热泵中的预定压力和所述热泵与所述缓冲室之间的第一压力平衡状态来控制所述止回阀；以及基于所述第一压力平衡状态和所述流体源与所述涡轮膨胀机的进口之间的第二压力平衡状态来控制所述第三阀。

其中，所述系统还包括设置有第四阀的旁路通道，以用于从所述热泵传输至少一些另一部分加压气体以绕过所述涡轮膨胀机。

根据本实用新型的另一个示例性实施例，公开一种用于产生电力的方法。该方法包括通过第一阀和第一通道将来自流体源的第一流体接收到热泵中，直到在热泵与流体源之间建立温度平衡状态为止。此外，该方法还包括使第二流体循环通过热泵的第二通道和第二阀，其中第二流体与第一流体成热交换关系地循环，以在第一流体的恒定体积下对第一流体进行加热，从而产生加压气体。此外，该方法包括通过第三通道和止回阀将一部分加压气体从热泵排放至缓冲室，直到在热泵与缓冲室之间建立第一压力平衡状态为止。此外，该方法包括通过第四通道和第三阀将另一部分加压气体从热泵排放至涡轮膨胀机，直到在流体源与涡轮膨胀机的进口之间建立第二压力平衡状态为止。此外，该方法包括使另一部分加压气体在涡轮膨胀机中膨胀，以用于驱动发电机产生电力。