膨脹機(jī)的潤(rùn)滑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱力學(xué)循環(huán)裝置，包括具有潤(rùn)滑添加劑的工作介質(zhì)以及用于將工作介質(zhì)中的恰轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的膨脹機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中已知膨脹機(jī)的運(yùn)行，例如汽輪機(jī)，例如在有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)方法的幫助下進(jìn)行，該方法用于通過(guò)利用有機(jī)介質(zhì)產(chǎn)生電能，例如具有低蒸發(fā)溫度的有機(jī)介質(zhì)，其相比于作為工作介質(zhì)的水在相同溫度下通常具有更高的蒸發(fā)壓力。ORC設(shè)備實(shí)現(xiàn)克勞修斯朗肯循環(huán)，其中，例如原理上通過(guò)工作介質(zhì)的絕熱和等壓的狀態(tài)變化而獲得電能。通過(guò)工作介質(zhì)的蒸發(fā)、膨脹和隨后的冷凝，獲取機(jī)械能且被轉(zhuǎn)換成電能。原理上，工作介質(zhì)通過(guò)供給栗被置于運(yùn)行壓力，且通過(guò)燃燒或通過(guò)廢熱流或任何其他熱源提供的熱形式的能量在蒸發(fā)器中被提供至工作介質(zhì)。工作介質(zhì)從蒸發(fā)器流動(dòng)通過(guò)壓力管至膨脹機(jī)，其中，其膨脹至更低壓力。然后，膨脹的工作介質(zhì)蒸汽流通通過(guò)冷凝器，其中，在蒸汽工作介質(zhì)與冷卻介質(zhì)之間發(fā)生熱交換，然后被冷凝的工作介質(zhì)再次通過(guò)供給栗被加壓，且在循環(huán)中返回蒸發(fā)器。
[0003]—種特殊類的膨脹機(jī)是容積運(yùn)行膨脹機(jī)，也被稱為位移膨脹機(jī)，且包括一個(gè)或多個(gè)工作室，且在工作室容積增加期間在工作介質(zhì)膨脹期間進(jìn)行工作。例如以活塞膨脹機(jī)、螺桿膨脹機(jī)或渦旋膨脹機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)這種膨脹機(jī)。這樣的容積運(yùn)行膨脹機(jī)特別用在小功率級(jí)的ORC系統(tǒng)中(例如具有I至500kW的電功率)。然而，對(duì)比于渦輪機(jī)，容積運(yùn)行膨脹機(jī)要求通過(guò)潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑，特別要求潤(rùn)滑活塞或相互滾動(dòng)的膨脹室的輪廓(側(cè)面)，且潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承以及工作室的滑壁。因此要求潤(rùn)滑軸承點(diǎn)和接觸的側(cè)面。
[0004]在文獻(xiàn)GB 2427002公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)中已知一種用于潤(rùn)滑膨脹機(jī)的軸承的方法，其中，具有潤(rùn)滑添加劑的工作介質(zhì)在增壓之后被供給栗分流，且被提供至軸承。
[0005]在根據(jù)內(nèi)部現(xiàn)有技術(shù)使用的膨脹機(jī)中，通過(guò)分別提供潤(rùn)滑劑實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓側(cè)和低壓側(cè)軸承的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑劑被導(dǎo)至軸承點(diǎn)，通過(guò)軸承，且通過(guò)至低壓側(cè)的連接離開(kāi)軸承，且進(jìn)入廢汽路徑。在此，液態(tài)油與廢汽混合，且被運(yùn)輸至冷凝器。兩個(gè)軸承點(diǎn)大致在相同的壓力水平，因?yàn)檫@兩個(gè)軸承點(diǎn)通過(guò)孔/管道相互連接。軸承點(diǎn)處的壓力水平在膨脹機(jī)的排出口處的壓力的數(shù)量級(jí)中。
[0006]然而在此，在通過(guò)供給栗壓力增大到工作壓力之后分流包含潤(rùn)滑劑的工作介質(zhì)時(shí)有下述缺點(diǎn)。為了提供潤(rùn)滑劑/工作介質(zhì)溶液，壓力必須在軸承點(diǎn)的壓力水平之上。過(guò)大的壓力可導(dǎo)致軸承中的改變的且不期望的流動(dòng)狀態(tài)。此外，過(guò)打大量的流體可流向軸承方向。因此，采用節(jié)流閥限制壓力水平。壓力增加超過(guò)所要求的程度，并隨后節(jié)流在能量方面是不利的。此外，必須安裝另一組件(即，節(jié)流閥)。
[0007]因此，需要提供一種用于潤(rùn)滑膨脹機(jī)的方法，其中，可消除或至少減弱上述問(wèn)題。這是本發(fā)明的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]上述目的通過(guò)熱力學(xué)循環(huán)裝置實(shí)現(xiàn)，其具有:帶有潤(rùn)滑添加劑的工作介質(zhì)；用于將工作介質(zhì)中的焓轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的膨脹機(jī)；用于逐步增壓工作介質(zhì)的多級(jí)增壓裝置(例如供給栗)；用于將部分工作介質(zhì)在多級(jí)增壓裝置的兩個(gè)級(jí)之間分流的部件；以及用于將工作介質(zhì)被分流部分提供至膨脹機(jī)的一個(gè)或多個(gè)軸承點(diǎn)的部件。對(duì)用于分流部分工作介質(zhì)的多級(jí)增壓裝置開(kāi)口有如下優(yōu)點(diǎn)，即，具有潤(rùn)滑劑的工作介質(zhì)直接從多級(jí)增壓裝置以合適的壓力水平被分流。通過(guò)該方式，可以取消在提供至軸承之前用于限制壓力而另外要求的部件。工作介質(zhì)的焓的熱力學(xué)量通常包括內(nèi)熱能和待完成的體積變化功(“壓力能”)。
[0009]根據(jù)熱力學(xué)循環(huán)裝置的一擴(kuò)展方案，多級(jí)增壓裝置可包括多級(jí)栗，特別是多級(jí)離心栗；或多個(gè)直接連續(xù)的栗。在此，在多個(gè)栗的情況下，特別在兩個(gè)栗的情況下，其可基于不同的工作原理，其例如可以被設(shè)計(jì)成往復(fù)栗，離心栗，螺桿栗等。另一方面，增壓級(jí)也可具有相同的工作原理，且優(yōu)選被容納在殼體中(“栗”)。
[0010]熱力學(xué)循環(huán)裝置的一個(gè)擴(kuò)展方案在于，用于分流部分工作介質(zhì)的部件可包括在多級(jí)栗的兩個(gè)級(jí)之間的分流部，特別是孔；或在兩個(gè)栗之間的分流部。這簡(jiǎn)單實(shí)際地實(shí)現(xiàn)了分流部件。
[0011]根據(jù)熱力學(xué)循環(huán)裝置的又一擴(kuò)展方案，用于將工作介質(zhì)被分流部分提供至膨脹機(jī)的一個(gè)或多個(gè)軸承點(diǎn)的部件包括一個(gè)或多個(gè)管道。
[0012]根據(jù)熱力學(xué)循環(huán)裝置的另一擴(kuò)展方案，在具有兩個(gè)或多個(gè)葉輪的多級(jí)栗的情況下，用于分流部分工作介質(zhì)的部件可被布置在栗的傳送方向上在兩個(gè)直接相鄰的葉輪之間。在該擴(kuò)展方案中，工作介質(zhì)的逐步增壓可借助于葉輪而被利用，且部分工作介質(zhì)(工作劑(Arbeitsmittel)和潤(rùn)滑劑的混合物)可在合適的點(diǎn)被分流。
[0013]根據(jù)熱力學(xué)循環(huán)裝置的又一擴(kuò)展方案，其還可包括用于將具有潤(rùn)滑添加劑的工作介質(zhì)從軸承點(diǎn)排出的部件，在此，用于排出工作介質(zhì)的部件可特別與膨脹機(jī)的排出口流體連接。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于，包括潤(rùn)滑劑在內(nèi)的工作介質(zhì)可被排出且返回循環(huán)。
[0014]該循環(huán)裝置可以是有機(jī)朗肯循環(huán)裝置，和/或膨脹機(jī)可選自下述組:活塞膨脹機(jī)，螺桿膨脹機(jī)，渦旋膨脹機(jī)，葉片機(jī)以及根膨脹機(jī)。
[0015]根據(jù)熱力學(xué)循環(huán)裝置的又一擴(kuò)展方案，以有機(jī)工作介質(zhì)的形式提供工作介質(zhì)，在此，工作介質(zhì)可以特別包括氟化工作介質(zhì)或由其構(gòu)成，例如氟化烴，氟化碳，氟代醚或氟化酮，和/或潤(rùn)滑劑可特別包括冷凍油或由其構(gòu)成，和/或其中，工作介質(zhì)的潤(rùn)滑劑比例可以在0.1至10質(zhì)量％之間。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的熱力學(xué)循環(huán)裝置或其擴(kuò)展方案可以是蒸汽熱力站的部分。
[0017]此外，上述目的通過(guò)用于潤(rùn)滑熱力學(xué)循環(huán)裝置中的膨脹機(jī)的方法實(shí)現(xiàn)，其中，循環(huán)裝置包括膨脹機(jī)，多級(jí)增壓裝置以及具有潤(rùn)滑添加劑的工作介質(zhì)，且其中，該方法包括下述步驟:利用多級(jí)增壓裝置逐步增壓工作介質(zhì)；在多級(jí)增壓裝置的兩個(gè)級(jí)之間分流部分工作介質(zhì)；以及將工作介質(zhì)的被分流部分提供至膨脹機(jī)的至少一個(gè)或多個(gè)軸承點(diǎn)，用于潤(rùn)滑軸承點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的裝置所提到的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]此外，根據(jù)本發(fā)明的方法的擴(kuò)展方案和其優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的裝置所提到的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]下文中參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的其他特征和示范實(shí)施方案以及