專利名稱：熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和熱電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱力領(lǐng)域，并且更具體地涉及熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)的熱電系統(tǒng)，所述熱力發(fā)動(dòng)機(jī)與選取的工作流體組合利用朗肯(Rankine)熱力循環(huán)以從廣泛的熱源產(chǎn)生電力。
背景技術(shù)：
熱通常作為工業(yè)過程的副產(chǎn)品而產(chǎn)生，在這些工業(yè)過程中，含熱的液體、固體或氣體的流動(dòng)流必須被排放到環(huán)境中或以某種方式被移除，以盡力保持工業(yè)過程設(shè)備的操作溫度。工業(yè)過程有時(shí)能夠使用熱交換器裝置俘獲熱量并且經(jīng)由其他過程流將其回收到過程中。其他時(shí)間由于熱量溫度太高或可能包括不充分的質(zhì)量流量而不適于俘獲和回收這種熱量。這種熱量被稱為“廢”熱。廢熱典型地直接排放到環(huán)境中或間接地通過諸如水之類的冷卻介質(zhì)排放。廢熱能夠由渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)利用以將熱量轉(zhuǎn)化為功，所述渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)采用眾所周知的被稱為朗肯循環(huán)的熱力方法。典型地，該方法基于蒸汽，其中廢熱用于升高在鍋爐中的蒸汽以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)。基于蒸汽的朗肯循環(huán)并非總是可行的，這是由于它需要溫度較高(600 °F或更高)或總熱含量大的熱源流。在多個(gè)壓力/溫度下使水沸騰以捕獲熱含量的復(fù)雜性。當(dāng)熱源流冷卻時(shí)在多個(gè)壓力/溫度下使水沸騰以在多個(gè)溫度水平下俘獲熱量的復(fù)雜性使得在設(shè)備成本和操作人力方面是昂貴的?；谡羝睦士涎h(huán)對(duì)于小流速流和/或低溫流而言不是現(xiàn)實(shí)的選擇。在本領(lǐng)域中存在對(duì)于不但能夠從廢熱而且能夠從廣泛的熱源高效且有效地產(chǎn)生電力的系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
廢熱回收系統(tǒng)利用在工作流體回路中的工作流體執(zhí)行熱力循環(huán)，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)。在所述工作流體回路中的系統(tǒng)部件包括廢熱交換器，所述廢熱交換器與也連接到所述工作流體回路上的廢熱源熱連通，從而將熱能從所述廢熱源傳遞給在所述工作流體回路中的所述工作流體；膨脹器，所述膨脹器設(shè)置在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述低壓側(cè)之間，所述膨脹器可操作以將所述工作流體的壓降/焓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；換熱器，所述換熱器位于所述工作流體回路中，所述換熱器可操作以在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述低壓側(cè)之間傳遞熱能；冷卻器，所述冷卻器與所述工作流體回路的所述低壓側(cè)熱連通，所述冷卻器可操作以控制在所述工作流體回路的所述低壓側(cè)中的所述工作流體的溫度；泵，所述泵位于所述工作流體回路中且連接至所述工作流體回路的所述低壓側(cè)和所述高壓側(cè)，并且可操作以使所述工作流體移動(dòng)穿過所述工作流體回路；以及質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)連接至所述工作流體回路，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)具有連接到所述工作流體回路的所述低壓側(cè)上的工作流體容器。在一個(gè)實(shí)施例中，廢熱能量回收和轉(zhuǎn)換裝置包括工作流體回路，所述工作流體回路具有導(dǎo)管和部件以用于容納工作流體和引導(dǎo)工作流體在所述裝置的部件之間的流動(dòng)，所述裝置可操作以將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)；支承結(jié)構(gòu)，所述支承結(jié)構(gòu)用于支承所述工作流體回路的所述導(dǎo)管和所述部件，所述部件包括膨脹器，所述膨脹器可操作以將所述工作流體的壓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；發(fā)電機(jī)(例如交流發(fā)電機(jī))，所述發(fā)電機(jī)聯(lián)接至所述膨脹器、換熱器、冷卻器、泵和可操作以驅(qū)動(dòng)所述泵的泵電機(jī)；以及質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)具有用于接收和保持所述工作流體的質(zhì)量控制箱，所述質(zhì)量控制箱通過導(dǎo)管連接至所述工作流體回路的所述高壓側(cè)和所述工作流體回路的所述低壓側(cè)。罩殼也可以設(shè)置為基本包封所述裝置的所述部件中的一些或全部。一個(gè)或多個(gè)熱交換器可以設(shè)置在所述支承結(jié)構(gòu)上或所述支承結(jié)構(gòu)以外。所述熱交換器、換熱器和冷卻器/冷凝器可以包括印刷回路熱交換板。用于控制所述裝置的操作的控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程于或物理封裝于所述裝置。 本公開和相關(guān)發(fā)明還包括使用處于閉環(huán)熱力循環(huán)中的工作流體將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法，其中所述工作流體容納在工作流體回路中，所述工作流體回路具有通過導(dǎo)管互連的部件，所述部件包括至少一個(gè)熱交換器，所述至少一個(gè)熱交換器可操作以將熱能傳遞給所述工作流體；至少一個(gè)膨脹裝置，所述至少一個(gè)膨脹裝置可操作以將來(lái)自所述工作流體的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；至少一個(gè)泵，所述至少一個(gè)泵可操作以將所述工作流體傳送穿過所述工作流體回路，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)；以及質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)包括通過導(dǎo)管連接到所述工作流體回路的所述低壓側(cè)上的質(zhì)量管理容器；所述方法包括下述步驟將熱能源布置為與所述熱交換器部件熱連通；通過所述泵的操作將所述工作流體泵送穿過所述工作流體回路以向所述膨脹器供給處于超臨界或亞臨界狀態(tài)的工作流體；將遠(yuǎn)離所述膨脹器處于亞臨界狀態(tài)的所述工作流體引導(dǎo)穿過所述工作流體回路且到達(dá)所述泵；控制處于超臨界狀態(tài)的所述工作流體從所述工作流體回路的所述高壓側(cè)向所述質(zhì)量管理容器的流動(dòng)；以及控制處于亞臨界或超臨界狀態(tài)的工作流體從所述質(zhì)量管理容器向所述工作流體回路的所述低壓側(cè)和所述泵的流量。本公開和相關(guān)發(fā)明還包括用于控制在具有泵或壓縮機(jī)的工作流體回路中的熱力循環(huán)中的工作流體質(zhì)量的量的質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)具有工作流體控制箱，所述工作流體控制箱用于保持在第一壓力P下的工作流體的量，所述工作流體控制箱設(shè)置在所述工作流體回路的外部；以及流體連接件，所述流體連接件位于所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的低壓側(cè)之間，以容許所述工作流體在所述工作流體回路與所述工作流體控制箱之間通過。下面參照附圖以代表性形式進(jìn)一步描述本公開和相關(guān)發(fā)明的這些和其他方面。


圖I是本發(fā)明的熱電系統(tǒng)的示意圖；圖2是二氧化碳的壓力一焓圖3A —圖3M是本公開和相關(guān)發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)裝置和熱力發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的代表性實(shí)施例的示意圖；圖4A是本公開的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)的流程圖；圖4B是代表用于本公開的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的代表性起動(dòng)和操作順序的流程圖；以及圖4C是代表用于本公開的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)停順序的流程圖。
具體實(shí)施例方式本公開發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100 (本文可選地還稱為“熱機(jī)”、“發(fā)電裝置”、“廢熱回收系統(tǒng)”和“熱回收系統(tǒng)”、“熱電系統(tǒng)”)利用一種熱力循環(huán)，該熱力循環(huán)具有與所選取的工作流體(例如二氧化碳)組合的朗肯熱力循環(huán)的元件以從廣泛的熱源產(chǎn)生電力。通過“熱機(jī)”或“熱力發(fā)動(dòng)機(jī)”，通常指的是執(zhí)行本文描述的熱力循環(huán)的成套設(shè)備；通過“熱回收系統(tǒng)”，通 常指的是熱機(jī)與其他設(shè)備協(xié)作以將熱量(從任何源)傳送給本發(fā)明的熱機(jī)和從本發(fā)明的熱機(jī)中移除熱量。參照對(duì)于選定的工作流體的壓力一焓圖(圖2)來(lái)描述由熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100執(zhí)行的熱力循環(huán)。熱力循環(huán)被設(shè)計(jì)成操作為工作流體回路中的閉環(huán)熱力循環(huán)，所述工作流體回路具有由導(dǎo)管限定的流動(dòng)路徑，所述導(dǎo)管使工作流體回路的部件互連。操作所述循環(huán)的熱機(jī)可以是氣密的、或可以不是氣密的、或另外完全密封的(使得沒有工作流體的量從系統(tǒng)泄漏至周圍環(huán)境中)。通過熱機(jī)執(zhí)行的熱力循環(huán)在圖2中示出為其最基本的形式，其中圖2為二氧化碳的壓力一焓圖。為了易于理解，可以通過將在該圖上的點(diǎn)A處的工作流體作為參照對(duì)熱力循環(huán)進(jìn)行描述。在該點(diǎn)處，工作流體相對(duì)于其在循環(huán)期間且如圖中所示的任意其他點(diǎn)處的狀態(tài)，具有最低的壓力和最低的焓。從此處，工作流體被壓縮和/或泵送到較高壓力(圖中的點(diǎn)B)。從此處，熱能被引入工作流體，這既增大了工作流體的溫度、又增大了工作流體的焓(圖中的點(diǎn)C)。工作流體隨后通過機(jī)械過程膨脹至點(diǎn)(D)。從此處，工作流體排放熱量，從而溫度和焓均下降，直到其返回至點(diǎn)(A)為止。每個(gè)過程(即A — B、B — C、C 一 D、D —A)不需要發(fā)生為如示例圖中所示的，并且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，每個(gè)循環(huán)步驟能夠以多種方式實(shí)現(xiàn)和/或能夠獲得圖中的各種不同坐標(biāo)。類似地，圖中的每個(gè)點(diǎn)可以作為系統(tǒng)變化的內(nèi)部和外部的變量(即環(huán)境溫度、廢熱溫度、系統(tǒng)中的質(zhì)量的量)而隨時(shí)間動(dòng)態(tài)地變化。 在熱機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例中，循環(huán)在常規(guī)的穩(wěn)態(tài)操作期間執(zhí)行為使得系統(tǒng)的低壓側(cè)(圖2中的點(diǎn)A和D)介于400psia與1500psia之間而系統(tǒng)的高壓側(cè)介于2500psia與4500psia之間(圖2中的點(diǎn)B和C)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，能夠?yàn)槊總€(gè)點(diǎn)或所有點(diǎn)選取更高或更低的壓力或更高和更低的壓力。在循環(huán)的優(yōu)選實(shí)施例中，將見到的是，在點(diǎn)C與點(diǎn)D之間，工作流體從超臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喤R界狀態(tài)(即，跨臨界循環(huán))；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在點(diǎn)C和D處的壓力能夠選取為使得工作流體在整個(gè)循環(huán)期間保持在超臨界狀態(tài)。在熱機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例中，工作流體為二氧化碳。術(shù)語(yǔ)二氧化碳的使用并非意為限制于任意特定類型、純度或等級(jí)的二氧化碳，盡管工業(yè)級(jí)二氧化碳為優(yōu)選的工作流體。二氧化碳為溫室友好且中性的工作流體，其提供了諸如無(wú)毒性、非易燃性、易獲得性、價(jià)格低廉以及無(wú)需回收之類的優(yōu)點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，工作流體在系統(tǒng)的某些部分(“高壓側(cè)”)處于超臨界狀態(tài)，而在系統(tǒng)的其他部分(“低壓側(cè)”)處于亞臨界狀態(tài)。在其他實(shí)施例中，整個(gè)循環(huán)可以操作為使得工作流體在循環(huán)的整個(gè)執(zhí)行期間處于超臨界或亞臨界狀態(tài)。在各種實(shí)施例中，工作流體可以為二元、三元或其他工作流體的混合物。如本文描述的，工作流體的組合應(yīng)當(dāng)被選取用于由熱回收系統(tǒng)內(nèi)的流體組合所擁有的獨(dú)特屬性。例如，一種這樣的流體組合包括液體吸收劑和二氧化碳，從而容許使用比壓縮CO2所需的能量少的能量輸入將組合流體以液體狀態(tài)泵送至高壓力。在另一實(shí)施例中，工作流體可以為二氧化碳和一種或多種其他易混合流體的組合。在其他實(shí)施例中，工作流體可以為二氧化碳和丙烷、或二氧化碳和氨的組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，使用術(shù)語(yǔ)“工作流體”并非意為限制工作流體所處的物質(zhì)狀態(tài)或相。換言之，工作流體可以在循環(huán)內(nèi)的任意一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)處為流體相、氣相、超臨界相、亞臨界狀態(tài)或任意其他相或狀態(tài)。 本發(fā)明的熱電系統(tǒng)可以在系統(tǒng)的其他部分中利用其他流體，例如水、熱油或合適的制冷劑；這些其他流體可以在位于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100外部的熱交換器和設(shè)備內(nèi)(例如在冷卻器12和/或廢熱交換器5處)使用和在冷卻或其他循環(huán)以及在熱電系統(tǒng)內(nèi)操作的子系統(tǒng)內(nèi)(例如在散熱器4處，所述散熱器4冷卻設(shè)置于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的交流發(fā)電機(jī)2處的環(huán)路)使用。如進(jìn)一步描述的，在一個(gè)代表性實(shí)施例中，如在圖3A —圖3M中概念性圖示的250kff (凈)或更大的臺(tái)架(skid)系統(tǒng)設(shè)置為部署在廢熱或副產(chǎn)品熱的任意來(lái)源或位置處。額定輸出(電或功)并非意為本公開或相關(guān)發(fā)明的限制特征。本公開的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100具有下述三個(gè)主要的設(shè)備類別，當(dāng)執(zhí)行熱力循環(huán)時(shí)工作流體可以經(jīng)過這些設(shè)備進(jìn)行循環(huán)(i) 一個(gè)或多個(gè)熱交換器；(ii) 一個(gè)或多個(gè)泵和/或壓縮機(jī)；以及(iii)一個(gè)或多個(gè)膨脹(做功)裝置(例如渦輪機(jī)、沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，或者諸如盤配流(geroler)或內(nèi)齒輪油泵(gerotor)之類的正排量膨脹器3)。如進(jìn)一步描述的,這些設(shè)備件中的每一個(gè)通過使用例如在工作流體回路中的合適的導(dǎo)管、聯(lián)接件和接頭可操作地聯(lián)接至圖I中所示的循環(huán)。熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100還可以包括用于將來(lái)自一個(gè)或多個(gè)膨脹裝置的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；這種裝置可以包括但不限于發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)2、或其他裝置和相關(guān)的動(dòng)力調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)換設(shè)備或裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的某些部件可以共享共用元件，例如在渦輪交流發(fā)電機(jī)的情況下(圖I中所示)(其中膨脹裝置與交流發(fā)電機(jī)2共享共用軸)，或者在渦輪泵的情況下，其中膨脹裝置與泵共享共用軸?；蛘?，膨脹裝置可以(i)通過將渦輪機(jī)軸磁聯(lián)接至發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子和/或(ii)通過將齒輪箱可操作地聯(lián)接至渦輪機(jī)軸和發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子而機(jī)械地聯(lián)接至發(fā)電裝置。熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100還可以包括其他設(shè)備和儀器，例如傳感器、閥(其可為開/關(guān)式或可變式)、接頭、過濾器、電機(jī)、通氣孔、泄壓設(shè)備、張緊器、合適的導(dǎo)管，以及其他設(shè)備和傳感器。優(yōu)選的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100包括圖I中所示的另外的設(shè)備。優(yōu)選熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括用于管理在系統(tǒng)內(nèi)的工作流體的量的系統(tǒng)，例如如進(jìn)一步描述的在圖I中公開的質(zhì)量管理系統(tǒng)。優(yōu)選熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括控制系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備，從而容許用于發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)和/或半自動(dòng)操作、系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和/或系統(tǒng)性能的監(jiān)測(cè)。優(yōu)選熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括一個(gè)或多個(gè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)以從膨脹裝置、發(fā)電裝置和/或功率電子設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)移除熱量和/或提供熱管理。在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置有圖I中所示的冷卻循環(huán)，該冷卻循環(huán)從介于膨脹器3與交流發(fā)電機(jī)2之間的機(jī)械聯(lián)接件、交流發(fā)電機(jī)2和功率電子設(shè)備I移除熱量并提供熱管理。本發(fā)明的系統(tǒng)是靈活的并且可以利用多種不同的常規(guī)熱交換器。本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的優(yōu)選實(shí)施例利用一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換器(PCHE)或其他構(gòu)造的熱交換器、換熱器或冷卻器部件，其中的每一個(gè)可以容納一個(gè)或多個(gè)芯，每個(gè)芯均利用微通道技術(shù)。如本文使用且在本領(lǐng)域中已知的，“微通道技術(shù)”包括但不限于包含一個(gè)或多個(gè)微 通道、中等通道和/或小通道的熱交換器。如在本文使用的，術(shù)語(yǔ)“微通道”、“中等通道”和/或“小通道”可互換地使用。另外，本發(fā)明的微通道、中等通道和/或小通道不限于任意特定的尺寸、寬度和/或長(zhǎng)度。依據(jù)多種因素能夠利用任意合適的尺寸、寬度或長(zhǎng)度。另外，微通道、中等通道和/或小通道的任意方位能夠與本發(fā)明的各種實(shí)施例一起使用。膨脹裝置(本文也稱為“膨脹器”)可以為閥，或者其可以為能夠?qū)⒏邷睾透邏毫黧w轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。膨脹裝置可以具有軸向或徑向構(gòu)造；其可以為單級(jí)或多級(jí)。示例包括盤配流，內(nèi)齒輪油泵，其他類型的正排量裝置例如壓力翼(pressure wing)、渦輪機(jī)，或者能夠?qū)⒐ぷ髁黧w中的壓力或壓降/焓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的任意其他裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述裝置為渦輪交流發(fā)電機(jī)，其中渦輪機(jī)通過(i )共享單根軸(“單軸設(shè)計(jì)”)或者通過將渦輪機(jī)軸可操作地聯(lián)接至交流發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子(或其他軸)(通過使用高功率磁體以使兩根軸能夠作為單根軸進(jìn)行操作)而可操作地聯(lián)接至交流發(fā)電機(jī)2。在優(yōu)選實(shí)施例中，渦輪機(jī)與交流發(fā)電機(jī)2物理隔離以減少在交流發(fā)電機(jī)2內(nèi)的風(fēng)阻損失。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，盡管渦輪機(jī)可操作地聯(lián)接至交流發(fā)電機(jī)2，但是渦輪機(jī)和交流發(fā)電機(jī)2不共享共用殼體(或外殼)。在單軸設(shè)計(jì)中，渦輪機(jī)外殼通過使用合適的軸密封而在共用軸處被密封并且由此與交流發(fā)電機(jī)2隔離。在單軸設(shè)計(jì)中，合適的軸密封可以為下述中的任一種迷宮式密封、雙重密封、動(dòng)態(tài)壓力平衡型密封(有時(shí)也被稱為浮動(dòng)環(huán)或流體填充式密封)、干氣體密封或任意其他密封機(jī)構(gòu)。在磁聯(lián)接設(shè)計(jì)中，不需要軸密封，這是由于能夠?qū)u輪機(jī)完全包封在其殼體內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)與交流發(fā)電機(jī)2的期望隔離。優(yōu)選渦輪交流發(fā)電機(jī)的其他區(qū)分屬性為其單軸設(shè)計(jì)；其輸送高等熵效率(>70%)的能力；其在高轉(zhuǎn)速(>20K rpm)下進(jìn)行操作；其軸承在操作期間不進(jìn)行潤(rùn)滑或在操作期間僅通過工作流體進(jìn)行潤(rùn)滑；以及其使高速渦輪機(jī)和交流發(fā)電機(jī)2直接聯(lián)接以用于優(yōu)化的系統(tǒng)(渦輪交流發(fā)電機(jī))效率的能力。在優(yōu)選實(shí)施例中，渦輪交流發(fā)電機(jī)使用空氣箔片軸承；空氣箔片軸承由于它們減少或消除第二系統(tǒng)且消除對(duì)于潤(rùn)滑的需求(這在與優(yōu)選的工作流體，二氧化碳一起工作時(shí)尤為重要)而選取為優(yōu)選的設(shè)計(jì)。但是，也可以使用靜壓軸承、空氣靜力軸承、磁軸承和其他類型的軸承。熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100還設(shè)置為將工作流體的一部分輸送到膨脹器的腔體(或殼體)內(nèi)以冷卻膨脹器3的一個(gè)或多個(gè)部分。在優(yōu)選實(shí)施例中，由于對(duì)于在優(yōu)選熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪交流發(fā)電機(jī)內(nèi)的動(dòng)態(tài)壓力平衡的潛在需求，在熱機(jī)內(nèi)的位置的選擇(從該位置獲得這部分工作流體)是關(guān)鍵的，這是因?yàn)閷⑦@部分工作流體引入到渦輪交流發(fā)電機(jī)內(nèi)必須不干擾渦輪交流發(fā)電機(jī)在操作期間的壓力平衡(以及由此的穩(wěn)定性)。這通過使輸入到渦輪交流發(fā)電機(jī)內(nèi)的工作流體(用于冷卻的目的)的壓力匹配于在渦輪機(jī)的入口處的工作流體的壓力而實(shí)現(xiàn)；在優(yōu)選熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100中，在工作流體穿過SOVEXP 25和F4 (過濾器)之后獲得這部分工作流體。工作流體隨后在引入到渦輪交流發(fā)電機(jī)的殼體內(nèi)之前調(diào)節(jié)至期望的溫度和壓力。這部分工作流體在渦輪交流發(fā)電機(jī)的出口處離開渦輪交流發(fā)電機(jī)。多種渦輪交流發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)能夠在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)工作并且獲得不同的性能特點(diǎn)。用于將工作流體的壓力從圖2中的點(diǎn)A — B增大的裝置可以為壓縮機(jī)、泵、沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)裝置或能夠增大選定的工作流體的壓力的其他設(shè)備。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述裝置為泵。泵可以為正排量泵、離心泵或任意其他類型或構(gòu)造的泵。泵可以聯(lián)接至VFD (變頻驅(qū)動(dòng)器)11以控制速度，這又能夠用于控制工作流體在系統(tǒng)中的質(zhì)量流動(dòng)速率，并且作為這種控制的后果而控制系統(tǒng)的高側(cè)壓力。如進(jìn)一步描述，VFD可以與控制系統(tǒng)通信。
在本發(fā)明的熱機(jī)的另一實(shí)施例中，泵可以構(gòu)造為使得設(shè)有將泵與膨脹裝置相連的共用軸，從而使泵能夠通過由工作流體的膨脹產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(例如，渦輪泵)?？梢圆捎脺u輪泵替代或補(bǔ)充優(yōu)選實(shí)施例的泵。如在以上詳述渦輪交流發(fā)電機(jī)的章節(jié)中注意到的，可以通過使用位于膨脹裝置的軸與泵的軸之間的磁聯(lián)接而實(shí)現(xiàn)“共用軸”。在具有渦輪泵的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)有通過共用軸聯(lián)接至泵的第二膨脹裝置。第二膨脹裝置設(shè)置在與去往主系統(tǒng)膨脹器3的流體并行運(yùn)行的流體流內(nèi)，并且在第二膨脹器3的每一側(cè)上設(shè)有兩個(gè)閥以調(diào)節(jié)向第二膨脹器3的流動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意的是，不需要第二膨脹器3以形成渦輪泵。渦輪泵的共用軸可以與主系統(tǒng)膨脹器3的共用軸共享，和/或在優(yōu)選實(shí)施例中與渦輪交流發(fā)電機(jī)的共用軸共享。類似地，如果系統(tǒng)使用第二膨脹裝置以與渦輪泵共享共用軸，則第二膨脹裝置不需要設(shè)置為如上所述。熱機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)電裝置為可操作地聯(lián)接至渦輪機(jī)以形成渦輪交流發(fā)電機(jī)(如上所述)的高速交流發(fā)電機(jī)2。發(fā)電裝置可以可選地為將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力的任意已知的裝置，包括發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)2。其可以通過齒輪箱、通過共享共用軸、或者通過任意其他機(jī)械連接件可操作地聯(lián)接至主系統(tǒng)膨脹器3。發(fā)電裝置可操作地連接至功率電子設(shè)備I的成套設(shè)備。在優(yōu)選實(shí)施例中，交流發(fā)電機(jī)2的電力輸出匹配于高效率的功率電子設(shè)備I的成套設(shè)備，該成套設(shè)備具有提供主動(dòng)負(fù)載調(diào)整能力(0-100%)的設(shè)備。在優(yōu)選實(shí)施例中，功率電子設(shè)備I系統(tǒng)具有設(shè)備以在適當(dāng)?shù)臈l件下使用低總諧波失真(THD)、SAG支承、電流和電壓尾隨、VAR補(bǔ)償提供將高頻高壓電力轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)級(jí)品質(zhì)電力的能力，以用于提供起動(dòng)渦輪交流發(fā)電機(jī)的扭矩、以及在負(fù)載損耗的情況下用于靈活和安全地控制渦輪交流發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)制動(dòng)能力；其還具有在交流發(fā)電機(jī)2的較寬電壓和速度范圍內(nèi)向電網(wǎng)同步和輸出電力的能力。在優(yōu)選實(shí)施例中，泵的入口壓力對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率和能夠產(chǎn)生的電量具有直接影響。由于優(yōu)選的工作流體、二氧化碳的熱物理性質(zhì)，當(dāng)泵的入口溫度升高和下降時(shí)，系統(tǒng)必須在入口壓力和溫度的寬廣范圍內(nèi)(例如，從一 4 °F至104 °F ;以及479psia至1334psia)控制入口壓力。另外，如果未仔細(xì)控制入口壓力，則可能發(fā)生過泵的氣蝕。
質(zhì)量管理系統(tǒng)被設(shè)置為通過向系統(tǒng)添加質(zhì)量和從系統(tǒng)中移除質(zhì)量以控制在泵處的入口壓力，這又使系統(tǒng)更高效。在優(yōu)選實(shí)施例中，質(zhì)量管理系統(tǒng)與系統(tǒng)半順從地一起操作。所述系統(tǒng)使用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)在系統(tǒng)的高壓側(cè)(從泵出口到膨脹器3的入口)和低壓側(cè)(從膨脹器3的出口到泵的入口)內(nèi)的壓力和溫度。質(zhì)量管理系統(tǒng)還可以包括閥、箱加熱器或其他設(shè)備以有利于工作流體運(yùn)動(dòng)到系統(tǒng)和質(zhì)量控制箱7 (用于存儲(chǔ)工作流體)內(nèi)和從系統(tǒng)和質(zhì)量控制箱中運(yùn)動(dòng)出。如圖I中所示，在優(yōu)選實(shí)施例的情況下，質(zhì)量管理系統(tǒng)包括通過圖中的黃線或?qū)Ч懿⑶以谫|(zhì)量控制系統(tǒng)的終止點(diǎn)處的設(shè)備(含)(例如，S0VMC114，S0VMC215, S0VMC316,S0VMC417, M00418, M01421, M01622，和M01723)處 可操作連接的設(shè)備。優(yōu)選質(zhì)量管理系統(tǒng)經(jīng)由閥S0VMC316從由熱機(jī)執(zhí)行的熱力循環(huán)中移除較高壓力的、較大密度的工作流體(相對(duì)于在系統(tǒng)的低壓側(cè)上的壓力，溫度和密度)。質(zhì)量管理系統(tǒng)經(jīng)由閥S0VMC114和S0VMC215將工作流體排送到主熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100內(nèi)。通過控制閥S0VMC114、S0VMC215和S0VMC316的操作，質(zhì)量管理系統(tǒng)在沒有泵的情況下向系統(tǒng)添加質(zhì)量或從系統(tǒng)中移除質(zhì)量，從而減小系統(tǒng)的成本、復(fù)雜性和維護(hù)。在系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，質(zhì)量控制箱7填充有工作流體。其與S0VMC114和S0VMC316流體連通，使得任一個(gè)或兩個(gè)閥的打開將工作流體輸送至質(zhì)量控制箱7的頂部。質(zhì)量控制箱7與S0VMC215流體連通，使得S0VMC215的打開從質(zhì)量控制箱7的底部移除工作流體。容納在質(zhì)量控制箱7內(nèi)的工作流體將分層為在箱的底部處的較高密度的工作流體和在箱的頂部處的較低密度的工作流體。工作流體可以為液相、氣相或這兩者；如果工作流體既為氣相也為液相，則將存在使工作流體的一個(gè)相與另一相分離的相界，且較高密度的工作流體位于質(zhì)量控制箱7的底部處。以這種方式，S0VMC2也向系統(tǒng)傳送在質(zhì)量控制箱7內(nèi)的最高密度的工作流體。在優(yōu)選實(shí)施例的情況下，該套設(shè)備與在主熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100內(nèi)的一組傳感器及如限定在其內(nèi)的控制系統(tǒng)相結(jié)合。在優(yōu)選實(shí)施例的情況下，該質(zhì)量管理系統(tǒng)還包括在多種操作條件(例如使如圖I中所示的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100起動(dòng)、充電、關(guān)停和通氣)下使用的設(shè)備。質(zhì)量控制系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的示例操作如下。當(dāng)位于質(zhì)量存儲(chǔ)容器中的CO2處于給定環(huán)境溫度的蒸氣壓下且系統(tǒng)中的低壓側(cè)的壓力高于蒸氣壓時(shí)，在質(zhì)量控制容器中的壓力必須增大以容許向系統(tǒng)內(nèi)添加質(zhì)量。這能夠通過打開閥S0VMC114進(jìn)行控制并且由此容許更高壓力、更高溫度、更低密度的超臨界C02流動(dòng)到質(zhì)量控制箱7內(nèi)。閥S0VMC215被打開以容許位于質(zhì)量控制容器的底部處的較高密度的液體C02流動(dòng)到系統(tǒng)內(nèi)且增大泵的吸入壓力。工作流體可以為液相、氣相或這兩者；如果工作流體既為氣相也為液相，則在質(zhì)量控制箱中將存在相界。通常，質(zhì)量控制箱容納有液相和氣相工作流體的混合物，或者超臨界流體的質(zhì)量。在前者的情況下，將存在相界。在后者的情況下，將不存在相界(由于對(duì)于超臨界流體不需要存在相界)。但是，流體將仍趨于分層，并且閥S0VMC215能夠打開以容許位于質(zhì)量控制容器的底部處的較高密度的液體C02流動(dòng)到系統(tǒng)內(nèi)且增大泵的吸入壓力。工作流體質(zhì)量可以經(jīng)由質(zhì)量控制箱添加到工作流體回路中或從工作流體回路中移除。本公開的質(zhì)量管理系統(tǒng)可以聯(lián)接至控制系統(tǒng)，使得各種閥和其他設(shè)備的控制為自動(dòng)或半自動(dòng)的且響應(yīng)于經(jīng)由設(shè)置在整個(gè)系統(tǒng)中的傳感器獲得的系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)和大氣及環(huán)境條件。用于控制在質(zhì)量控制箱7中的壓力和/或溫度(或兩者)以將質(zhì)量移動(dòng)到系統(tǒng)(即，工作流體回路)中和從系統(tǒng)中移出的其他構(gòu)型包括使用在容器/箱內(nèi)的加熱器和/或線圈或者任意其他裝置以將熱量添加到在質(zhì)量管理箱內(nèi)的流體/蒸氣中或從該流體/蒸氣中移除熱量?；蛘?，機(jī)械裝置(例如供給泵)可以用于從質(zhì)量控制箱7中獲得進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的工作流體?？刂圃诠ぷ髁黧w回路的低壓側(cè)中的工作流體的壓力的一種方法是通過控制工作流體容器或質(zhì)量控制箱7的溫度?；疽笫潜３直玫娜肟趬毫Ω哂谠诒玫娜肟谔幍姆序v壓力。這通過將質(zhì)量控制箱7的溫度保持在比泵的入口溫度高的水平而實(shí)現(xiàn)。質(zhì)量控制箱7的溫度控制的示例方法為直接電加熱；具有泵排放流體的熱交換器線圈(其處于比泵的入口處高的溫度)；或者具有從冷卻器/冷凝器中排放的冷卻水的熱交換器線圈(也處于比泵的入口處高的溫度下)。
如圖3A-圖3M所示，本公開的廢熱回收系統(tǒng)在一種形式中可以構(gòu)造為具有所描述的主部件，其中的一些或全部可以布置在單個(gè)臺(tái)架或平臺(tái)上或者布置在容置殼或防護(hù)殼中，本文統(tǒng)稱為“臺(tái)架”或“支承結(jié)構(gòu)”。圖3A-圖3M圖示了本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的代表性實(shí)施例，其具有示例尺寸、端口位置和接口面板。本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的臺(tái)架式封裝的一些優(yōu)點(diǎn)包括在廢熱源處的整體便攜性和安裝接口，通過外部殼體對(duì)部件的防護(hù)，用于維修和維護(hù)的接口，以及易于連接至本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的能量輸出、電網(wǎng)或任意其他能量(由本發(fā)明的熱力發(fā)電機(jī)100產(chǎn)生)接收器或消耗品。如圖3A-圖3M中所示，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100構(gòu)建在具有代表性和示例性尺寸的框架上，并且位于框架上的殼體內(nèi)。接口和連接點(diǎn)如所示地設(shè)置在殼體的外部，以有利于安裝、操作和維護(hù)。圖3B —圖3E指示與本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的各種操作連接件，包括廢熱源供給19、冷卻水供給、以及水熱源和冷卻水返回路線(圖3B);器械空氣供給29和質(zhì)量管理(工作流體)填充點(diǎn)21 (圖3C);膨脹器3的空氣出口和泄壓閥排放口 22 (圖3D);以及C02泵通氣口 30、高壓側(cè)通氣口 23以及另外的泄壓閥排放口(圖3E)。充分的通風(fēng)、經(jīng)由散熱器4的冷卻(如所需的)以及隔音也通過殼體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的主要部件在圖3M中指示并且圖示出管道連接件。變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)
11、可編程邏輯控制器(PLC)和電力面板(電力輸出)示意性地圖示為安裝在殼體內(nèi)。還包括在臺(tái)架上或臺(tái)架外、或者另外地與系統(tǒng)的工作流體回路流體連通或熱連通的是至少一個(gè)廢熱交換器(WHE) 5。WHE使用熱傳遞流體(例如可以設(shè)置為任意合適的工作流體或氣體，例如THERMINOL XP),該熱傳遞流體從臺(tái)架外的熱源接到WHE，通過廢熱源供給19端口 M005穿過臺(tái)架罩殼的外部，穿過WHE回路至廢熱源返回M00620從而離開殼體。在優(yōu)選實(shí)施例中，熱量傳遞給廢熱交換器5中的系統(tǒng)工作流體。進(jìn)入膨脹器EXP 3的工作流體的流動(dòng)和壓力可以通過起動(dòng)、關(guān)停和旁路閥并且通過本文設(shè)置的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。還設(shè)置的是冷卻器12，其中在工作流體內(nèi)的另外的殘余熱量從系統(tǒng)中排出，從而增大工作流體的密度，并且在LST 3處離開冷卻器12且進(jìn)入系統(tǒng)的泵內(nèi)。冷卻器12可以設(shè)置在臺(tái)架上或臺(tái)架外。超臨界工作流體離開泵并且流動(dòng)到換熱器(REC) 6，在換熱器6處其由來(lái)自低壓力工作流體的殘余熱量進(jìn)行預(yù)熱。工作流體隨后前行至廢熱交換器(WHE) 5。工作流體從WHE 5前行至膨脹器(EXP) 3。在EXP的下游側(cè)，工作流體容納在循環(huán)的低壓側(cè)。工作流體從EXP3前行通過REC 6，隨后到達(dá)冷卻器12并且隨后返回至泵。在沿著線路的點(diǎn)處和在部件處設(shè)置合適的壓力和溫度監(jiān)測(cè)并且可以與自動(dòng)控制系統(tǒng)集成?？刂葡到y(tǒng)能夠設(shè)置為與本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可操作連接以監(jiān)測(cè)和控制所述操作參數(shù)，包括但不限于溫度、壓力(包括端口、線路和裝置內(nèi)部的壓力)、流動(dòng)計(jì)量和速率、端口控制、經(jīng)由VFD的泵操作、流體高度、流體密度泄漏檢測(cè)、閥狀態(tài)，過濾器狀態(tài)、通風(fēng)口狀態(tài)、能量轉(zhuǎn)化效率、能量輸出、儀器儀表、操作參數(shù)的監(jiān)測(cè)和調(diào)整、報(bào)警和關(guān)停。如進(jìn)一步描述的，代表性控制系統(tǒng)可以包括適當(dāng)構(gòu)造的可編程邏輯控制器(PLC)，具有從所述裝置、部件和傳感器的輸入和用于控制操作參數(shù)的輸出?？刂葡到y(tǒng)可以與本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100集成或直接安裝至所述熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，或者遠(yuǎn)程地或作為分布式控制系統(tǒng)的一部分且與其他控制系統(tǒng)(例如供電電網(wǎng))集成。控制系統(tǒng)能夠編程以依據(jù)系統(tǒng)的期望性能設(shè)定、控制或改變多種操作參數(shù)中的任一個(gè)。操作儀表的顯示裝置可以設(shè)置為控制系 統(tǒng)的復(fù)合儀表板屏幕顯示裝置從而顯示文字和圖形數(shù)據(jù)、以及本發(fā)明的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100及總體和特定狀態(tài)的虛擬顯示。控制系統(tǒng)還可以包括捕獲和存儲(chǔ)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的所有參數(shù)的操作歷史和范圍，具有查詢功能和報(bào)告生成。用于250kW的名義凈額定功率的本公開的熱效熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的控制系統(tǒng)和控制邏輯可以包括下述特征、功能和操作在專用控制系統(tǒng)作用下的自動(dòng)化無(wú)人操作；用于數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)獲取、單元健康監(jiān)測(cè)和操作的本地和遠(yuǎn)程的人機(jī)界面能力；受控起動(dòng)、操作和在失去電輸入源或電輸出連接的情況下的關(guān)停；全自動(dòng)起動(dòng)/停止、報(bào)警、關(guān)停、過程調(diào)整、周圍環(huán)境溫度調(diào)整、數(shù)據(jù)獲取和同步；設(shè)計(jì)用于與外部分布式設(shè)備控制系統(tǒng)交接的控制/電力管理系統(tǒng)。用于熱效熱力發(fā)動(dòng)機(jī)100的示例控制系統(tǒng)可以具有如圖4A中描繪的多個(gè)控制狀態(tài)，包括下述步驟和功能。在41，初始填充工作流體以凈化和填充空系統(tǒng)，從而容許系統(tǒng)預(yù)熱起動(dòng)。在47，在系統(tǒng)操作的同時(shí)將質(zhì)量從頂部添加至質(zhì)量管理箱。在40，待機(jī)用于傳感器和控制器的起動(dòng)；沒有流體循環(huán)；并且若必要激活預(yù)熱系統(tǒng)。在42，起動(dòng)。在43，循環(huán)怠速，其中流體以旁路模式與渦輪機(jī)一起循環(huán)；逐漸預(yù)熱換熱器，冷卻廢熱交換器；BPVWHX初始地打開，但是當(dāng)熱嵌片(hot slug)從廢熱交換器中排出時(shí)關(guān)閉。在44,最小怠速,其中潤(rùn)輪機(jī)處于最小速度( 20k RPM)以實(shí)現(xiàn)支承脫離；通過泵速度和BPVEXP 24的位置的組合維持(閉環(huán))渦輪機(jī)速度。在45，全速怠速，其中渦輪機(jī)位于設(shè)計(jì)速度(40k RPM)而沒有負(fù)載；泵速度設(shè)定渦輪機(jī)速度(閉環(huán))。在46，進(jìn)行操作，其中渦輪機(jī)以設(shè)計(jì)速度進(jìn)行操作并且產(chǎn)生額定設(shè)計(jì)功率；在使用功率電子設(shè)備I負(fù)載的同時(shí)通過增大泵速度而從泵速度控制切換至負(fù)載控制以維持渦輪機(jī)速度為40k RPM。在48，關(guān)停，其中渦輪膨脹器3受控停止并且逐漸冷卻系統(tǒng)。在49，緊急關(guān)停，用于非期望的系統(tǒng)關(guān)停；泵和渦輪膨脹器3快速停下并且熱交換器容許被動(dòng)冷卻；以及在50，通風(fēng)以排空系統(tǒng)并且移除壓力以用于維護(hù)動(dòng)作。如圖4C中表示的，控制系統(tǒng)的其他功能可以包括檢查跳轉(zhuǎn)(trips)和報(bào)警51，具有與關(guān)停48和緊急關(guān)停49、起動(dòng)42的控制聯(lián)接件、以及在可恢復(fù)報(bào)警狀態(tài)下的繼續(xù)操作。本發(fā)明由此以足夠具體的方式公開以能夠由本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面的權(quán)利要求包括如此描述的所有概念、原理和實(shí)施例以及所有等同。
權(quán)利要求
1.一種可操作以使用工作流體執(zhí)行熱力循環(huán)的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括 工作流體回路，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)、以及容納在所述工作流體回路中的工作流體； 熱交換器，所述熱交換器位于所述工作流體回路中且與連接至所述工作流體回路的熱源熱連通，由此將熱能從所述熱源傳遞至位于所述工作流體回路中的所述工作流體； 膨脹器，所述膨脹器位于所述工作流體回路中且設(shè)置在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述低壓側(cè)之間，并且可操作以將所述工作流體的壓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能； 換熱器，所述換熱器位于所述工作流體回路中且可操作以在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述低壓側(cè)之間傳遞熱能； 冷卻器，所述冷卻器與冷卻介質(zhì)熱連通且與所述工作流體回路的所述低壓側(cè)熱連通，并且可操作以控制在所述工作流體回路的所述低壓側(cè)中的所述工作流體的溫度； 泵，所述泵位于所述工作流體回路中且連接至所述工作流體回路的所述低壓側(cè)和所述高壓側(cè)，并且可操作以使所述工作流體移動(dòng)穿過所述工作流體回路；以及 質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)連接至所述工作流體回路，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)具有連接到所述工作流體回路的所述低壓側(cè)上的工作流體容器。
2.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述熱交換器包括一個(gè)或多個(gè)芯，所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
3.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述膨脹器包括渦輪機(jī)。
4.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述膨脹器包括正排量裝置。
5.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括聯(lián)接至所述膨脹器的發(fā)電機(jī)。
6.如權(quán)利要求3所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括聯(lián)接至所述膨脹器的發(fā)電機(jī)。
7.如權(quán)利要求5所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)磁聯(lián)接至所述膨脹器。
8.如權(quán)利要求6所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)磁聯(lián)接至所述膨脹器。
9.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述工作流體的一部分作為用于所述膨脹器的冷卻劑。
10.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體容器容納處于超臨界狀態(tài)的工作流體。
11.如權(quán)利要求6所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述工作流體的一部分經(jīng)過所述工作流體回路引導(dǎo)至所述膨脹器，作為用于所述膨脹器和所述發(fā)電機(jī)的冷卻劑，并且介于所述膨脹器與所述發(fā)電機(jī)之間的聯(lián)接件。
12.如權(quán)利要求9所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述工作流體的用于冷卻所述膨脹器的部分的壓力值與位于去往所述膨脹器的入口處的所述工作流體的壓力值基本匹配。
13.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)連接至在去往所述冷卻劑的入口附近的所述工作流體回路的所述低壓側(cè)。
14.如權(quán)利要求11所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述工作流體的用于冷卻所述膨脹器的部分的壓力值與位于去往所述膨脹器的入口處的所述工作流體回路的壓力值基本匹配。
15.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述泵為可操作以增大在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)中的所述工作流體的壓力的正排量泵。
16.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述泵可操作以控制在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)中的工作流體的質(zhì)量流動(dòng)速率。
17.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括可操作以控制所述泵的操作速度的變頻驅(qū)動(dòng)器。
18.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括位于所述工作流體回路中且聯(lián)接至所述泵的膨脹裝置，所述膨脹裝置通過所述工作流體的膨脹進(jìn)行操作。
19.如權(quán)利要求18所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述膨脹裝置磁聯(lián)接至所述泵。
20.如權(quán)利要求18所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述膨脹裝置聯(lián)接至與所述泵共用的軸。
21.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述膨脹器聯(lián)接至所述泵。
22.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括聯(lián)接至所述膨脹器且可操作地連接至電功率電子設(shè)備的發(fā)電機(jī)；以及可操作以控制所述發(fā)電機(jī)的溫度的冷卻系統(tǒng)。
23.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)的所述工作流體容器還包括介于所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述工作流體容器之間的至少一個(gè)連接件。
24.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)在去往所述泵的入口附近連接至所述工作流體回路的所述低壓側(cè)。
25.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)還包括所述工作流體容器的填充端口。
26.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)還包括用于控制在所述工作流體容器中的所述工作流體的溫度的熱控制系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求26所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述熱控制系統(tǒng)包括熱連接至所述工作流體容器的熱源。
28.如權(quán)利要求26所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述熱控制系統(tǒng)包括與所述工作流體容器熱接觸的熱交換器。
29.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，在所述質(zhì)量管理系統(tǒng)中的所述工作流體的壓力基本等于或大于在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述低壓側(cè)之間的工作流體的壓力。
30.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體容器容納不同相的工作流體。
31.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體流進(jìn)所述工作流體容器內(nèi)和從所述工作流體容器中流出是以閥的方式控制的。
32.如權(quán)利要求31所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體流進(jìn)所述工作流體容器內(nèi)和從所述工作流體容器中流出是通過控制系統(tǒng)控制的。
33.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為二氧化碳。
34.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為在所述工作流體回路的至少一部分中處于超臨界狀態(tài)下的二氧化碳。
35.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為在所述工作流體回路的不同部分中處于亞臨界狀態(tài)和超臨界狀態(tài)下的二氧化碳。
36.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為氨。
37.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為在所述工作流體回路中的處于超臨界狀態(tài)的氨。
38.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為在所述工作流體回路中的處于亞臨界狀態(tài)和超臨界狀態(tài)的氨。
39.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體為從二氧化碳、氨、氮?dú)?、氬氣、丙烷、天然氣的組中選取的工作流體的混合物。
40.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括臺(tái)架，所述臺(tái)架容納有所述工作流體回路、廢熱交換器、膨脹器、換熱器、冷卻器、泵和質(zhì)量管理系統(tǒng)、以及與所述工作流體回路和所述膨脹器的能量產(chǎn)生裝置的連接件。
41.如權(quán)利要求22所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)可操作以產(chǎn)生范圍為大約50kW至10，OOOkff或更大的電功率。
42.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)的所述工作流體容器還連接至所述工作流體回路的所述高壓側(cè)。
43.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述換熱器包括一個(gè)或多個(gè)芯，所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
44.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述冷卻器包括一個(gè)或多個(gè)芯，所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
45.如權(quán)利要求I所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體回路內(nèi)的熱力循環(huán)的參數(shù)和所述膨脹器的操作速率并且控制由所述膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械能的量。
46.如權(quán)利要求45所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以設(shè)定和維持由所述膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械能的量。
47.如權(quán)利要求45所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以根據(jù)周圍環(huán)境的壓力和溫度控制所述熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
48.如權(quán)利要求45所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以在所述工作流體回路內(nèi)發(fā)生預(yù)定條件的情況下終止所述熱力循環(huán)。
49.如權(quán)利要求5所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
50.如權(quán)利要求5所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)做機(jī)械功。
51.如權(quán)利要求3所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體包括二氧化碳。
52.如權(quán)利要求51所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述工作流體在所述系統(tǒng)的所述高壓側(cè)的至少一部分期間處于超臨界狀態(tài)并且在所述系統(tǒng)的所述低壓側(cè)的至少一部分期間處于亞臨界狀態(tài)。
53.如權(quán)利要求52所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述渦輪機(jī)磁聯(lián)接至發(fā)電機(jī)。
54.如權(quán)利要求52所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述渦輪機(jī)聯(lián)接至發(fā)電機(jī)。
55.如權(quán)利要求54所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述換熱器包括一個(gè)或多個(gè)芯，所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
56.如權(quán)利要求52所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)的所述工作流體容器還包括介于所述工作流體容器與所述工作流體回路的所述高壓側(cè)之間的至少一個(gè)連接件。
57.如權(quán)利要求55所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)的所述工作流體容器還包括介于所述工作流體容器與所述工作流體回路的所述高壓側(cè)之間的至少一個(gè)連接件。
58.如權(quán)利要求55所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),其中,所述冷卻器包括一個(gè)或多個(gè)芯,所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
59.如權(quán)利要求55所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),其中,所述熱交換器包括一個(gè)或多個(gè)芯,所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
60.如權(quán)利要求57所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述冷卻器或所述熱交換器包括一個(gè)或多個(gè)芯，所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
61.如權(quán)利要求52所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體回路內(nèi)的所述熱力循環(huán)的參數(shù)和所述膨脹器的操作速率并且控制由所述膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械能的量。
62.如權(quán)利要求55所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體回路內(nèi)的所述熱力循環(huán)的參數(shù)和所述膨脹器的操作速率并且控制由所述膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械能的量。
63.如權(quán)利要求57所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體回路內(nèi)的所述熱力循環(huán)的參數(shù)和所述膨脹器的操作速率并且控制由所述膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械能的量。
64.如權(quán)利要求64所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以根據(jù)周圍環(huán)境的壓力和溫度控制所述熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
65.如權(quán)利要求52所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括位于所述工作流體回路中且聯(lián)接至所述泵的膨脹裝置，所述膨脹裝置通過所述工作流體的膨脹進(jìn)行操作。
66.如權(quán)利要求55所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述渦輪機(jī)磁聯(lián)接至發(fā)電機(jī)。
67.如權(quán)利要求66所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述換熱器包括一個(gè)或多個(gè)芯，所述芯具有一個(gè)或多個(gè)印刷回路熱交換板。
68.如權(quán)利要求68所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體回路內(nèi)的所述熱力循環(huán)的參數(shù)和所述膨脹器的操作速率并且控制由所述膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械能的量。
69.如權(quán)利要求51所述的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述換熱器與廢熱流熱連通。
70.一種用于控制在工作流體回路中的熱力循環(huán)的工作流體質(zhì)量的量的質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述工作流體回路具有泵和壓縮機(jī)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)包括工作流體控制箱，所述工作流體控制箱用于保持處于第一壓力(P)下的所述工作流體量，所述工作流體控制箱設(shè)置在所述工作流體回路的外部；以及流體連接件，所述流體連接件位于所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的熱力循環(huán)的低壓側(cè)之間，以容許所述工作流體在所述工作流體回路與所述工作流體控制箱之間通過。
71.如權(quán)利要求71所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括位于所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的高壓側(cè)之間的一個(gè)或多個(gè)流體連接件，所述一個(gè)或多個(gè)流體連接件構(gòu)造為容許工作流體在所述工作流體回路與所述工作流體控制箱之間通過。
72
73.如權(quán)利要求71所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與位于所述工作流體控制箱與所述工作流體回路之間的所述一個(gè)或多個(gè)流體連接件相連的一個(gè)或多個(gè)閥。
74.如權(quán)利要求71所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述工作流體回路還包括冷卻器和至少一個(gè)流體連接件，所述至少一個(gè)流體連接件位于所述工作流體控制箱與所述工作流體回路的所述低壓側(cè)之間，所述至少一個(gè)流體連接件設(shè)置在所述冷卻器與所述泵或壓縮機(jī)之間。
75.如權(quán)利要求71所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括測(cè)量位于所述工作流體回路的所述低壓側(cè)中的所述工作流體的溫度的儀器。
76.如權(quán)利要求75所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作地連接至所述儀器以測(cè)量位于所述工作流體回路的所述低壓側(cè)中的所述工作流體的溫度，并且連接至所述工作流體控制箱以控制在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路之間的工作流體的流動(dòng)。
77.如權(quán)利要求71所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，位于所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的低壓側(cè)之間的所述流體連接件設(shè)置在所述泵或壓縮機(jī)的附近。
78.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以監(jiān)測(cè)和控制在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)之間的工作流體的流動(dòng)，以及在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述高壓側(cè)之間的工作流體的流動(dòng)。
79.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述高壓側(cè)之間的流體連接件，以及在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)之間的流體連接件，以維持去往所述泵或壓縮機(jī)的入口處的壓力，所述壓力介于比所述工作流體的飽和壓力高的低壓水平與比所述低壓水平高的高壓水平之間。
80.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)之間的所述流體連接件，以在所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)的壓力小于在所述泵或壓縮機(jī)的所述入口附近的所述工作流體回路中的壓力時(shí)容許工作流體從所述工作流體控制箱流到所述工作流體回路。
81.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)之間的所述流體連接件，以在所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)的壓力大于在所述泵或壓縮機(jī)的所述入口附近的所述工作流體回路中的壓力時(shí)容許工作流體從所述工作流體回路流到所述工作流體控制箱。
82.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以控制在所述工作流體控制箱與所述工作流體回路中的所述熱力循環(huán)的所述高壓側(cè)之間的所述流體連接件，以在所述工作流體控制箱中的壓力小于在所述熱力循環(huán)的所述低壓側(cè)的壓力時(shí)容許工作流體從所述熱力循環(huán)的所述高壓側(cè)流到所述工作流體控制箱。
83.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)可操作以測(cè)量和監(jiān)測(cè)在一個(gè)或多個(gè)熱交換器處的所述工作流體的溫度，所述一個(gè)或多個(gè)熱交換器位于所述工作流體回路中。
84.如權(quán)利要求71所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 85.如權(quán)利要求52所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 86.如權(quán)利要求73所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 87.如權(quán)利要求76所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 88.如權(quán)利要求78所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控 熱源。
89.如權(quán)利要求79所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 90.如權(quán)利要求80所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 91.如權(quán)利要求81所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，還包括與所述工作流體控制箱熱連通的可控?zé)嵩础?br> 92.如權(quán)利要求81所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述工作流體包括二氧化碳。
93.如權(quán)利要求82所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述工作流體包括二氧化碳。
94.如權(quán)利要求80所述的質(zhì)量管理系統(tǒng)，其中，所述工作流體包括二氧化碳。
95.一種通過使用位于閉環(huán)熱力循環(huán)中的工作流體將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法，所述工作流體容納在具有由導(dǎo)管互連的部件的工作流體回路中，所述部件包括至少一個(gè)熱交換器，所述至少一個(gè)熱交換器可操作以將熱能傳遞給所述工作流體；至少一個(gè)膨脹裝置，所述至少一個(gè)膨脹裝置可操作以將來(lái)自所述工作流體的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；至少一個(gè)泵，所述至少一個(gè)泵可操作以使工作流體輸送穿過所述工作流體回路，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)；以及質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)包括通過導(dǎo)管連接到所述工作流體回路的所述低壓側(cè)上的質(zhì)量管理容器；所述方法包括下述步驟 將熱能源布置為與熱交換器部件熱連通； 通過所述泵的操作將所述工作流體泵送穿過所述工作流體回路以向所述膨脹器供給處于超臨界或亞臨界狀態(tài)的工作流體； 將遠(yuǎn)離所述膨脹器的處于亞臨界狀態(tài)的所述工作流體引導(dǎo)穿過所述工作流體回路并且到達(dá)所述泵； 控制處于超臨界狀態(tài)的所述工作流體從所述工作流體回路的所述高壓側(cè)流到所述質(zhì)量管理容器； 控制處于亞臨界或超臨界狀態(tài)的工作流體從所述質(zhì)量管理容器到所述工作流體回路的所述低壓側(cè)和所述泵的量。
96.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括提供二氧化碳作為所述工作流體的步驟。
97.如權(quán)利要求95所述的方法，其中，所述工作流體為位于所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的處于超臨界狀態(tài)的二氧化碳。
98.如權(quán)利要求95所述的方法，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)的所述質(zhì)量管理容器也通過導(dǎo)管連接至所述工作流體回路的所述高壓側(cè)。
99.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括提供氨作為所述工作流體的步驟。
100.如權(quán)利要求95所述的方法，其中，所述工作流體為位于所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的處于超臨界狀態(tài)的氨。
101.如權(quán)利要求98所述的方法，還包括通過控制從所述工作流體回路的所述高壓側(cè)到所述質(zhì)量管理容器的處于超臨界狀態(tài)下的工作流體的量來(lái)設(shè)置在所述工作流體回路中的所述工作流體質(zhì)量的量的步驟，以及設(shè)置從所述質(zhì)量管理容器到所述工作流體回路的所述低壓側(cè)和所述泵的處于亞臨界或超臨界狀態(tài)下的工作流體的量的步驟。
102.如權(quán)利要求101所述的方法，還包括檢測(cè)在所述工作流體回路中的所述工作流體的溫度的步驟，以及根據(jù)所檢測(cè)的在所述工作流體回路中的所述工作流體質(zhì)量的量來(lái)控制在所述工作流體回路與所述工作流體容器之間的所述工作流體的溫度的步驟。
103.如權(quán)利要求101所述的方法，還包括檢測(cè)在所述工作流體回路中的所述工作流體的壓力的步驟，以及根據(jù)所檢測(cè)的在所述工作流體回路中的所述工作流體質(zhì)量的量控制在所述工作流體回路與所述工作流體容器之間的所述工作流體的壓力的步驟。
104.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括控制所述膨脹器的操作速率的步驟。
105.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括控制在所述工作流體回路中的熱力循環(huán)以優(yōu)化在周圍環(huán)境條件下將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的步驟。
106.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括將來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述工作流體的一部分作為用于所述膨脹器的冷卻劑的步驟。
107.如權(quán)利要求106所述的方法，還包括將來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述工作流體的一部分作為用于聯(lián)接至所述膨脹器的聯(lián)接件的冷卻劑的步驟。
108.如權(quán)利要求105所述的方法，還包括將從所述工作流體回路的所述高壓側(cè)引導(dǎo)穿過所述工作流體回路而到達(dá)所述膨脹器的所述工作流體的一部分作為用于所述膨脹器和介于所述膨脹器與交流發(fā)電機(jī)之間的聯(lián)接件的冷卻劑的步驟。
109.如權(quán)利要求106所述的方法，還包括使來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的用于冷卻所述膨脹器的所述工作流體的一部分的壓力值與來(lái)自所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的位于去往所述膨脹器的入口處的所述工作流體的壓力值基本匹配的步驟。
110.如權(quán)利要求95所述的廢熱回收系統(tǒng)，其中，所述泵為可操作以增大在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)中的所述工作流體的壓力的正排量泵。
111.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括控制所述泵的操作速率以控制在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)中的工作流體的質(zhì)量流動(dòng)速率的步驟。
112.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括使用可操作以控制所述泵的操作速度的變頻驅(qū)動(dòng)器的步驟。
113.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括設(shè)置位于所述工作流體回路中且聯(lián)接至所述泵的第二膨脹裝置的步驟，所述第二膨脹裝置通過位于所述第二膨脹裝置中的所述工作流體的膨脹進(jìn)行操作。
114.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括將交流發(fā)電機(jī)聯(lián)接至所述膨脹器的步驟，所述交流發(fā)電機(jī)可操作地連接至電功率電子設(shè)備，并且設(shè)有可操作以控制所述交流發(fā)電機(jī)的溫度的冷卻系統(tǒng)，并且控制所述冷卻系統(tǒng)以控制所述電功率電子設(shè)備的操作溫度。
115.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括將所述質(zhì)量管理系統(tǒng)在去往所述泵的入口附近連接至所述工作流體回路的所述低壓側(cè)的步驟。
116.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括經(jīng)過去往所述工作流體容器的填充端口向所述工作流體回路提供工作流體的步驟。
117.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括通過工作流體容器的熱控制系統(tǒng)的操作控制在所述工作流體容器中的所述工作流體的溫度的步驟。
118.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括將在所述質(zhì)量管理系統(tǒng)中的所述工作流體的壓力控制為與在所述工作流體回路的所述低壓側(cè)中的所述工作流體的壓力基本相等的步驟。
119.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括控制所述部件和所述質(zhì)量管理系統(tǒng)使得所述工作流體容器容納有不同相的工作流體的步驟。
120.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括通過位于所述工作流體容器與所述工作流體回路之間的導(dǎo)管中的閥的操作來(lái)控制所述工作流體流進(jìn)所述工作流體容器內(nèi)和從所述工作流體容器中流出的步驟。
121.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括通過控制所述工作流體容器的溫度來(lái)控制所述工作流體流進(jìn)所述工作流體容器內(nèi)和從所述工作流體容器中流出的步驟。
122.如權(quán)利要求120所述的方法，其中，所述閥的操作是自動(dòng)的。
123.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括向所述工作流體回路提供工作流體的步驟，所述工作流體為從二氧化碳、氨、氮?dú)狻鍤?、丙烷、天然氣的組中選取的工作流體的混合物。
124.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括設(shè)置臺(tái)架的步驟，在所述臺(tái)架上設(shè)有所述部件和所述工作流體回路、以及用于所述工作流體回路和所述膨脹器的連接件。
125.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括通過所述部件的受控操作來(lái)控制所述熱力循環(huán)以從聯(lián)接至所述膨脹器的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生范圍為大約50kW至10，OOOkW或更高的電功率的步驟。
126.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括通過控制所述泵的操作速率來(lái)控制在所述工作流體回路中的熱力循環(huán)的步驟。
127.如權(quán)利要求95所述的方法，還包括通過控制可操作地連接到所述交流發(fā)電機(jī)上的功率電子設(shè)備來(lái)控制聯(lián)接到所述膨脹器上的所述交流發(fā)電機(jī)的輸出的步驟。
128.—種將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法，所述方法包括下述步驟 設(shè)置在工作流體回路中的工作流體，所述工作流體回路具有通過導(dǎo)管互連的部件，所述工作流體流過所述導(dǎo)管，所述部件包括 泵，所述泵可操作以將所述工作流體傳送通過所述工作流體回路； 熱交換器，所述熱交換器用于將熱能傳遞給所述工作流體； 膨脹裝置，所述膨脹裝置可操作以將來(lái)自所述工作流體的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能； 質(zhì)量控制箱，所述質(zhì)量控制箱通過所述導(dǎo)管連接至所述工作流體回路的低壓側(cè)； 通過所述泵的操作控制所述工作流體穿過所述工作流體回路的流動(dòng)； 控制所述膨脹裝置的操作速率；以及通過控制在所述質(zhì)量控制箱中的所述工作流體的質(zhì)量來(lái)控制在所述工作流體回路中的所述工作流體的質(zhì)量的量。
129.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括將所述質(zhì)量控制箱連接至所述工作流體回路的高壓側(cè)的步驟。
130.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過控制從所述工作流體回路的高壓側(cè)到所述質(zhì)量控制箱的處于超臨界狀態(tài)下的所述工作流體的流量，以及控制從所述質(zhì)量控制箱到所述工作流體回路的低壓側(cè)的處于亞臨界或超臨界狀態(tài)下的所述工作流體的流量來(lái)設(shè)置 在所述工作流體回路中的所述工作流體質(zhì)量的量的步驟。
131.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括檢測(cè)在所述工作流體回路中的所述工作流體的溫度的步驟，以及根據(jù)所檢測(cè)的在所述工作流體回路中的工作流體質(zhì)量的量來(lái)控制在所述工作流體回路與所述質(zhì)量控制箱之間的所述工作流體的溫度的步驟。
132.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括檢測(cè)在所述工作流體回路中的所述工作流體的壓力的步驟，以及根據(jù)所檢測(cè)的在所述工作流體回路中的工作流體質(zhì)量的量控制在所述工作流體回路與所述質(zhì)量控制箱之間的所述工作流體的壓力的步驟。
133.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括將來(lái)自工作流體回路的所述工作流體的一部分作為用于所述膨脹裝置的冷卻劑的步驟。
134.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括使來(lái)自所述工作流體回路的高壓側(cè)的用于冷卻所述膨脹裝置的所述工作流體的一部分的壓力值與位于去往所述膨脹裝置的入口處的所述工作流體的壓力值基本匹配的步驟。
135.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括控制所述泵的操作速率以控制在所述工作流體回路的高壓側(cè)中的工作流體的質(zhì)量流動(dòng)速率的步驟。
136.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括設(shè)置位于所述工作流體回路中且聯(lián)接至所述泵的第二膨脹裝置的步驟，所述第二膨脹裝置通過所述工作流體的膨脹進(jìn)行操作。
137.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括將交流發(fā)電機(jī)聯(lián)接至所述膨脹器的步驟，所述交流發(fā)電機(jī)可操作地連接至電功率電子設(shè)備，并且設(shè)有可操作以控制所述交流發(fā)電機(jī)的溫度的冷卻系統(tǒng)，并且控制所述冷卻系統(tǒng)以控制所述電功率電子設(shè)備的操作溫度。
138.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括在所述工作流體回路中的位于所述泵的入口之前的位置處通過導(dǎo)管將所述質(zhì)量控制箱連接至所述工作流體回路的低壓側(cè)的步驟。
139.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括經(jīng)過去往所述質(zhì)量控制箱的填充端口向所述工作流體回路提供工作流體的步驟。
140.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過質(zhì)量控制箱的熱控制系統(tǒng)的操作來(lái)控制在所述質(zhì)量控制箱中的所述工作流體的溫度的步驟。
141.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括將在所述質(zhì)量管理系統(tǒng)中的所述工作流體的壓力控制為與在所述工作流體回路的低壓側(cè)中的所述工作流體的壓力基本相等的步驟。
142.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括控制所述部件和所述質(zhì)量管理系統(tǒng)使得所述工作流體容器容納有不同相的工作流體的步驟。
143.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過位于所述質(zhì)量控制箱與所述工作流體回路之間的導(dǎo)管中的閥的操作來(lái)控制所述工作流體流進(jìn)所述質(zhì)量控制箱內(nèi)和從所述質(zhì)量控制箱中流出的步驟。
144.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過控制所述質(zhì)量控制箱的溫度來(lái)控制所述工作流體流進(jìn)所述質(zhì)量控制箱內(nèi)和從所述質(zhì)量控制箱中流出的步驟。
145.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過控制在所述質(zhì)量控制箱中的所述工作流體的溫度來(lái)控制所述工作流體流進(jìn)所述質(zhì)量控制箱內(nèi)和從所述質(zhì)量控制箱中流出的步驟。
146.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過控制所述質(zhì)量控制箱的壓力來(lái)控制所述工作流體流進(jìn)所述質(zhì)量控制箱內(nèi)和從所述質(zhì)量控制箱中流出的步驟。
147.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括向所述工作流體回路提供工作流體的步驟，所述工作流體為從二氧化碳、氨、氮?dú)?、氬氣、丙烷、天然氣的組中選取的工作流體的混合物。
148.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括通過所述部件的受控操作來(lái)控制所述熱力循環(huán)以從聯(lián)接至所述膨脹器的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生范圍為大約50kW至10，OOOkW或更高的電功率的步驟。
149.如權(quán)利要求128所述的方法，還包括參考周圍環(huán)境溫度來(lái)控制在所述工作流體回路中的所述工作流體的壓力和密度的步驟。
150.一種用于將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置包括 工作流體回路，所述工作流體回路具有用于在可操作以將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的所述裝置的部件之間容納和引導(dǎo)工作流體的流動(dòng)的部件和導(dǎo)管，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)； 支承機(jī)構(gòu)，所述支承機(jī)構(gòu)用于支承所述工作流體回路的所述導(dǎo)管和所述部件，所述工作流體回路的所述部件包括與熱交換器的連接件；膨脹器，所述膨脹器可操作以將所述工作流體的壓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；聯(lián)接至所述膨脹器的發(fā)電機(jī)；換熱器；冷卻器聯(lián)接件；以及泵；以及質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)具有用于接收和保持所述工作流體的質(zhì)量控制箱，所述質(zhì)量控制箱通過導(dǎo)管連接至所述工作流體回路的所述高壓側(cè)和所述工作流體回路的所述低壓側(cè)。
151.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述工作流體回路連接至熱交換器。
152.如權(quán)利要求151所述的發(fā)電裝置，其中，所述熱交換器設(shè)置在所述支承結(jié)構(gòu)上。
153.如權(quán)利要求151所述的發(fā)電裝置，其中，所述熱交換器設(shè)置在所述支承結(jié)構(gòu)以外。
154.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述支承結(jié)構(gòu)呈框架的形式，所述框架構(gòu)造為支承所述工作流體回路的所述導(dǎo)管和部件。
155.如權(quán)利要求151所述的發(fā)電裝置，還包括用于連接到熱能源上以用于與所述熱交換器熱連通的熱能源連接件。
156.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括可操作以控制所述部件和所述工作流體回路的控制系統(tǒng)。
157.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括渦輪膨脹器。
158.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括可操作地連接到所述泵上的渦輪機(jī)。
159.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括構(gòu)造為冷卻所述發(fā)電機(jī)的冷卻回路。
160.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述膨脹器連接至所述工作流體回路的所述高壓側(cè)和所述工作流體回路的所述低壓側(cè)。
161.如權(quán)利要求160所述的發(fā)電裝置，其中，所述膨脹器與所述工作流體回路的所述高壓側(cè)的所述連接件還包括與所述工作流體回路的所述低壓側(cè)的受控連接件。
162.如權(quán)利要求I所述的發(fā)電裝置，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)還包括與所述質(zhì)量控制箱的連接件以用于向所述質(zhì)量控制箱添加工作流體或從所述質(zhì)量控制箱中減少工作流體。
163.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括用于控制所述泵電機(jī)操作的變頻驅(qū)動(dòng)器。
164.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括與冷卻劑供給的連接件以用于提供與所述冷卻器熱連通的冷卻劑。
165.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括罩殼，所述罩殼從所述支承結(jié)構(gòu)延伸并且構(gòu)造為基本包封所述工作流體回路和部件。
166.如權(quán)利要求165所述的發(fā)電裝置，其中，所述罩殼包括用于接口所述裝置的一個(gè)或多個(gè)接口區(qū)域。
167.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括與所述裝置的連接件，所述連接件包括與廢熱源、冷卻劑源以及電路的連接件。
168.如權(quán)利要求167所述的發(fā)電裝置，其中，與所述裝置的所述連接件包括與所述質(zhì)量管理系統(tǒng)和空氣供給和排放的連接件。
169.如權(quán)利要求165所述的發(fā)電裝置，其中，與所述裝置的所述連接件和聯(lián)接件設(shè)置在所述罩殼的共同側(cè)上。
170.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，構(gòu)造為產(chǎn)生范圍為大約50kW-10，OOOkff的電功率。
171.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述工作流體回路連接至所述膨脹器和聯(lián)接到所述膨脹器上的聯(lián)接件以將工作流體提供為用于所述膨脹器和所述聯(lián)接件的冷卻劑。
172.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，還包括遠(yuǎn)離所述支承結(jié)構(gòu)排放的一個(gè)或多個(gè)排放部。
173.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述工作流體回路連接至冷卻器以用于冷卻在所述工作流體回路中的所述工作流體。
174.如權(quán)利要求173所述的發(fā)電裝置，其中，所述冷卻器設(shè)置在所述支承結(jié)構(gòu)上。
175.如權(quán)利要求173所述的發(fā)電裝置，其中，所述冷卻器設(shè)置在所述支承結(jié)構(gòu)以外。
176.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述支承結(jié)構(gòu)定尺寸為配合到大約200平方英尺的面積內(nèi)。
177.如權(quán)利要求155所述的發(fā)電裝置，其中，所述熱能源連接件設(shè)置在所述熱交換器上。
178.如權(quán)利要求152所述的發(fā)電裝置，其中，所述熱交換器包括用于連接到熱能源上的聯(lián)接件。
179.如權(quán)利要求153所述的發(fā)電裝置，其中，所述熱交換器包括用于連接到熱能源上的聯(lián)接件。
180.如權(quán)利要求150所述的發(fā)電裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
181.一種用于將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱能轉(zhuǎn)化裝置，所述裝置包括 臺(tái)架，所述臺(tái)架支承工作流體回路，所述工作流體回路具有用于容納和引導(dǎo)在可操作以將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部件之間的工作流體的流動(dòng)的導(dǎo)管和部件，所述工作流體回路具有高壓側(cè)和低壓側(cè)，其中在所述高壓側(cè)，所述工作流體處于超臨界狀態(tài)，在所述低壓側(cè)，所述工作流體處于亞臨界狀態(tài)； 所述工作流體回路的部件包括用于與熱能源連接的聯(lián)接件；與用于從所述熱能源向所述工作流體交換熱量的熱交換器的連接件；可操作以將所述工作流體的壓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的膨脹器；換熱器；冷卻器聯(lián)接件；以及泵； 以及質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)具有用于接收和保持一定量所述工作流體的質(zhì)量控制箱，所述質(zhì)量控制箱通過導(dǎo)管連接至所述工作流體回路的所述高壓側(cè)和所述工作流體回路的所述低壓側(cè)。
182.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述熱交換器設(shè)置在所述臺(tái)架上。
183.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述冷卻器聯(lián)接件聯(lián)接至冷卻劑源。
184.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括冷卻器，所述冷卻器作為所述工作流體回路的部件并且設(shè)置在所述臺(tái)架上。
185.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
186.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述膨脹器為正排量裝置。
187.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括聯(lián)接至所述膨脹器的發(fā)電機(jī)。
188.如權(quán)利要求187所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)磁聯(lián)接至所述膨脹器。
189.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述膨脹器為渦輪機(jī)。
190.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作以控制所述裝置的操作，其中包括所述裝置的機(jī)械能輸出。
191.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)還包括與所述質(zhì)量控制箱的連接件以用于向所述質(zhì)量管理箱添加工作流體或從所述質(zhì)量控制箱中移除工作流體。
192.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括用于控制所述泵電機(jī)的操作的變頻驅(qū)動(dòng)器。
193.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括與冷卻劑供給的連接件以用于提供與所述冷卻器熱連通的冷卻劑。
194.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括罩殼，所述罩殼從所述支承結(jié)構(gòu)延伸并且構(gòu)造為基本包封所述工作流體回路和部件。
195.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括罩殼，所述罩殼圍繞所述部件且到所述罩殼中的所述部件的接口。
196.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括與所述裝置的連接件，所述連接件包括與廢熱源、冷卻劑源和電路的連接件。
197.如權(quán)利要求196所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，與所述裝置的所述連接件包括與所述質(zhì)量管理系統(tǒng)和空氣供給和排放的連接件。
198.如權(quán)利要求196所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，與所述裝置的連接件和聯(lián)接件設(shè)置在所述罩殼的共同側(cè)上。
199.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，構(gòu)造為產(chǎn)生范圍大約為50kW-10，OOOkff千瓦的電功率。
200.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述工作流體回路連接至所述膨脹器和聯(lián)接到所述膨脹器上的聯(lián)接件以將工作流體作為冷卻劑提供給所述膨脹器和所述聯(lián)接件。
201.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，還包括遠(yuǎn)離所述支承結(jié)構(gòu)排放的一個(gè)或多個(gè)排放部。
202.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述工作流體回路連接至冷卻器以用于冷卻在所述工作流體回路中的所述工作流體。
203.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述冷卻器設(shè)置在所述臺(tái)架上。
204.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述冷卻器設(shè)置在所述臺(tái)架以外。
205.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述支承結(jié)構(gòu)定尺寸為配合到大約200平方英尺的面積內(nèi)。
206.如權(quán)利要求187所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述熱能源連接件設(shè)置在所述熱交換器上。
207.如權(quán)利要求184所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述熱交換器包括用于連接到熱能源上的聯(lián)接件。
208.如權(quán)利要求185所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述熱交換器包括用于連接到熱能源上的聯(lián)接件。
209.如權(quán)利要求181所述的熱能轉(zhuǎn)化裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
全文摘要
一種廢熱回收系統(tǒng)、方法和裝置，所述系統(tǒng)利用位于具有高壓側(cè)和低壓側(cè)的工作流體回路中的工作流體執(zhí)行熱力循環(huán)。位于所述工作流體回路中的所述系統(tǒng)部件包括廢熱交換器，所述廢熱交換器與也連接到所述工作流體回路上的廢熱源熱連通，從而將熱能從所述廢熱源傳遞給位于所述工作流體回路的膨脹器中的所述工作流體，所述膨脹器設(shè)置在所述工作流體回路的所述高壓側(cè)與所述低壓側(cè)之間，所述膨脹器可操作以將所述工作流體的壓力/焓降轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；以及具有工作流體容器的質(zhì)量管理系統(tǒng)，所述質(zhì)量管理系統(tǒng)連接至所述工作流體回路的所述低壓側(cè)以控制位于所述工作流體回路中的所述工作流體質(zhì)量的量。
文檔編號(hào)F02G5/00GK102741536SQ201080050795
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者B·F·休姆, J·D·米勒, S·霍斯勒, T·J·赫爾德 申請(qǐng)人:艾克竣電力系統(tǒng)股份有限公司