[发明专利]将热源废热转换成机械能的ORC及采用ORC的冷却系统

权利要求书

1.一种用于将来自热源(11)的热量转换成机械能的ORC(有机朗肯循环)，ORC(8)包括包含有两相工作流体的闭合回路(14)，闭合回路(14)包括液泵(15)，用于使工作流体在闭合回路(14)中相继地循环通过配置用来与热源(11)热接触的蒸发器(10)、用于将工作流体的热能转换成机械能的膨胀器(12)、以及与冷却元件(17)热接触的冷凝器(16)，其特征在于，膨胀器(12)位于蒸发器(10)的上方；并且蒸发器(10)的流体出口(22)通过所谓的举升塔(24)连接到膨胀器(12)的流体入口(23)，举升塔(24)充满液态工作流体和工作流体气泡的混合物，混合物供应到膨胀器(12)；并且举升塔(24)至少部分地在与膨胀器(12)的流体入口(23)相同高度处或上方延伸，以使得由举升塔(24)供应的液态工作流体能够通过重力自流到膨胀器(12)。

2.根据权利要求1的ORC，其特征在于，冷凝器(16)主要位于与膨胀器(12)相同的高度处或比膨胀器(12)低的高度处，以使得由膨胀器(12)供应的液态工作流体能够通过重力自流到冷凝器(16)。

3.根据权利要求2的ORC，其特征在于，冷凝器(16)的流体入口的最低部分位于比膨胀器(12)的旋转作用部分的最低部分低的位置。

4.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，蒸发器(10)主要位于与冷凝器(16)相同的高度处或比冷凝器(16)低的高度处，以使得由冷凝器(16)供应的液态工作流体能够通过重力自流到蒸发器(10)。

5.根据权利要求4的ORC，其特征在于，蒸发器(10)的流体入口的最低部分位于比冷凝器(16)的流体出口的最低部分低的位置。

6.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，ORC(8)设计为使得在至少一些操作条件下蒸发器(10)完全充满沸腾的工作流体；并且，举升塔(24)充满液态工作流体和工作流体气泡的混合物，混合物供应到膨胀器(12)。

7.根据权利要求6的ORC，其特征在于，液泵(15)的能力选择成使得液泵(15)泵送比在蒸发器(10)中可蒸发的液体更多的液体。

8.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，ORC(8)设计为使得在膨胀器(12)和/或液泵(15)由于故障或其他原因不能工作的情况下，ORC(8)作为由对工作流体的热重力效果驱动的自循环回路来工作。

9.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，ORC闭合回路(14)设置有把液泵(15)的入口(27)和出口(28)桥接起来的旁路(26)，其包括具有控制器的阀门(29)，控制器用于在ORC(8)的正常操作条件期间保持阀门(29)关闭并且在液泵(15)由于故障或其他原因不能工作的情况下打开阀门(29)。

10.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，ORC闭合回路(14)设置有把膨胀器(12)的流体入口(23)和流体出口(21)桥接起来的旁路(33)，其包括具有控制器(30)的阀门(34)，控制器(30)用于在ORC(8)的正常操作条件期间保持阀门(34)关闭并且在膨胀器(12)由于故障或其他原因不能工作的情况下打开阀门(34)。

11.根据权利要求6和7的ORC，其特征在于，阀门(29、34)的控制器在膨胀器(12)和/或液泵(15)故障的情况下同时打开两阀门(29、34)。

12.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，膨胀器(12)是适于接受液态和气态工作流体混合物的任何类型膨胀器。

13.根据前述权利要求中任一项的ORC，其特征在于，膨胀器(12)是容积式膨胀器(12)。