[发明专利]对用于发电系统中的负载组的冷却和控制

说明书

技术领域

本公开内容一般涉及发电系统，更具体地涉及对用于发电系统中的负载组的冷却和控制。

背景技术

电子的和引擎驱动的设备被广泛使用并且用于在各种情境下执行多种任务。在许多情况中，引擎或引擎驱动的发电机可以提供电能或机械能，以使这样的电子的和引擎驱动的设备运转。例如，在公用电源不可用的海洋环境中，具有与交流发电机相连的内燃机的发电机可以被操作，并且向船上或舰上的各种电子设备供能。

附图说明

结合以下的附图和描述将更好地理解本发明。在附图中，相似的附图标记在不同的视图中表示对应的部件。

图1是操作在预热模式中的示例性发电系统。

图2是在图1所示的发电系统的冷却系统内发生的热传递的示意图。

图3是操作在低负载模式中的示例性发电系统。

图4是在图3所示的发电系统的冷却系统内发生的热传递的示意图。

图5是操作在高负载模式中的示例性发电系统。

图6是在图5所示的发电系统的冷却系统内发生的热传递的示意图。

具体实施方式

图1、图3、图5是发电系统100的例子。发电系统100可以包括发电机101，发电机101包括交流发电机103和内燃机102，其中内燃机102被配置为驱动所述交流发电机103以产生电能。内燃机102可以被诸如以下的燃料或资源供能：天然气、柴油、丙烷、汽油、或各种其它燃料。内燃机102在操作时可以生成机械能。除了其它类型的交流发电机之外，交流发电机103还可以包括或使用结合固定电枢的旋转磁场、结合固定磁场的旋转电枢、或线性交流发电机。交流发电机103可以将内燃机102产生的机械能转换成电能，诸如交流电。发电机101可以将来自交流发电机103的电能供应至可以被连接到该交流发电机103的各种设备。在其它系统中，发电系统100可以包括各种其它组件，并且可以以各种其它方式产生电能或能量。

发电系统100还可以包括负载组104。负载组104可以是电性的负载组。负载组104可以包括一个或多个电阻元件、电感元件、电容元件、或这些元件的组合。其它类型的负载组也可以（或者替换性地）被包括在该发电系统100中。负载组104可以选择性地吸收来自发电机101的能量。例如，电性的负载组可以由吸收由发电机101供应的能量并且将该能量消耗为热的电阻元件形成。其它变形例也是可行的。

发电机因为各种原因都可以被连接到负载组104，诸如为了满足涉及根据演习调度来操作发电机101的监管标准。负载组104可以用于确保在演习（exercise）期间发电机101达到操作温度并且在停机（outage）事件中能够供应能量。发电机101可以连接到负载组104，以便增加引擎排气温度，从而避免在引擎排气系统中不希望地堆积未燃烧的燃料。在引擎排气系统中未燃烧燃料的不希望的堆积常被称为“wet-stacking（湿堆垛）”，并且增加了引擎排气系统内不受控的起火或爆炸的风险。

在发电系统100的操作期间，内燃机102会产生大量的热。产生的热量可以取决于发电系统100所处的环境，和/或发电机101的电能输出。将内燃机102的操作温度维持在一定范围内是所期望的，以便（i）保护构成内燃机102的组件免受温度相关的损坏；和/或（ii）对于内燃机102内的有效燃烧提供充足的活化能量。

在一些示例中，内燃机102产生的部分或全部的热需要被从该内燃机102移除，以将内燃机102的操作温度维持在最优的范围或确定的范围。当负载组104用于向发电机101提供电负载时，负载组104也可以产生大量的热。为了避免负载组104的元件的温度相关的损坏，负载组104产生的部分或全部的热需要被从该负载组104移除。

发电系统100可以包括冷却系统107，该冷却系统107可以从内燃机102和负载组104的一者或两者中移除热。冷却系统107可以包括热交换器105、开关106（或多个开关）、以及流经内燃机102的各个组件以将热传递到这些组件或从这些组件处移除热的冷却系统液体。作为例子，冷却系统液体可以流经内燃机102的汽缸体。随着冷却系统液体流经内燃机102，冷却系统液体可以吸收（接收和/或移除）来自内燃机102的热，使该内燃机102冷却。在其它例子中，冷却系统液体可以用于加热内燃机102的一个或多个组件，诸如当内燃机在冷却环境下初次启动时进行加热。冷却系统液体可以是水、乙二醇水混合物、机油、或其它液体。

在一些示例中，冷却系统107可以用于将内燃机102的组件维持在期望的温度范围。