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CN110691902A - 用于标准化和用于建造orc容器的设备和方法 - Google Patents

用于标准化和用于建造orc容器的设备和方法 Download PDF

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CN110691902A CN201880031981.2A CN201880031981A CN110691902A CN 110691902 A CN110691902 A CN 110691902A CN 201880031981 A CN201880031981 A CN 201880031981A CN 110691902 A CN110691902 A CN 110691902A
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Abstract

本发明公开了ORC容器，其包括如下：容器、特别是ISO容器，该容器具有设置在其中的用于将热能转换为电能或机械能的ORC设备，其中，所述ORC设备具有工作介质；设置在所述ISO容器上的热耦合设备，该热耦合设备用于输送机组容器中的热能；和设置在所述容器上的间隔设备，该间隔设备适于在所述ORC容器与所述机组容器之间提供中间空间。本发明还涉及包括ORC容器和机组容器的系统以及用于设立这种系统的方法。

Description

用于标准化和用于建造ORC容器的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种ORC容器、一种包括ORC容器和机组容器的系统以及一种用于设立这种系统的方法。
背景技术
少量保留的用于提高内燃机效率的具有高潜能的经济的解决方案之一是借助热循环过程(例如有机朗肯循环系统、ORC系统)产生废热利用并且例如利用ORC系统的发电机产生电能。
在此，为了实现在运输时(例如在通过船或载重汽车发货时)的最大标准化，例如包括ORC系统、废气热传递器(AGWUE)、再冷却系统和开关柜的完整模块到ISO容器中的集成是有意义的。因为内燃机也经常建造在标准化的容器中，所以本领域技术人员的目的是：将这些容器尽可能最佳地相对彼此定位。
发明内容
本发明提供了对所述目的的改进方案。
根据本发明的解决方案通过具有根据权利要求1的特征的ORC容器得以限定。
本发明由此公开了一种ORC容器，该ORC容器包括如下：具有设置在其中的ORC设备的容器、特别是ISO容器，该ORC设备用于将热能转换为电能或机械能，其中，所述ORC设备具有工作介质；设置在所述ISO容器上的热耦合设备，该热耦合设备用于从机组容器输送热能；和设置在所述容器上的间隔设备，其中，所述间隔设备适于在所述ORC容器与所述机组容器之间提供中间空间。所述工具介质可以包括多个成分的混合物和/或可以包含添加剂、例如润滑剂。
根据本发明的ORC容器具有的优点是：所述中间空间可以用于对热耦合而言必要的元件。
根据本发明的ORC容器可以如下地改进，即，所述间隔设备具有用于将ORC容器设立在机组容器上的竖立装置(Standvorrichtung)，由此在ORC容器的底侧面与机组容器的上侧面之间提供中间空间，其中，所述竖立装置包括特别是标准化的连接元件、优选标准化的角接接头(所谓的角配件)。
根据本发明的具有竖立装置的ORC容器具有的优点是：ORC容器可以以竖立装置安置在机组容器上，由此产生减小的空间需求，并且此外所述中间空间可以用于对热耦合而言必要的元件。通过这种方式特别可以将ORC容器的标准化构造用于不同的机组容器。
所述热耦合设备可以设置在ORC容器的低侧面上、侧面上或上侧面上。
根据本发明的ORC容器可以如下地改进，即，所述热耦合设备可以具有用于输送和输出导热液体的连接装置，其中，ORC容器中的导热液体可以借助管道组件输送给ORC设备的预热器和/或蒸发器，以将热能从液体传递到工作介质上。所述连接装置例如可以包括用于管连接或软管连接的管接头。
另一改进方案在于：所述热耦合设备包括废气入口，该废气入口用于将导热的废气输送到ORC设备的废气热传递器上，用以将热从废气传递到另外的热载体介质上并且接着从该热载体介质传递到工作介质上或者直接将其传递到工作介质上、特别是用于预热和/或蒸发工作介质，并且所述ORC容器特别在ISO容器的上侧面上还包括废气出口。所述废气入口例如还可以包括用于管连接或用于紧固导流片的管接头。
根据另一改进方案，所述竖立装置包括一个或多个撑脚，该撑脚可移出且移入地和/或可展开且折拢地和/或可松脱地紧固。
在此，每个可移出且移入的撑脚可以具有外部元件以及可移出且移入的内部元件，并且可以设置有固定装置，该固定装置用于固定内部元件从外部元件中的拉出。
在所述中间空间中可以设置有用于输出多余废气的旁通管道。
上述目的还通过根据权利要求9的系统得以实现。根据本发明的系统包括：根据本发明的ORC容器或根据上述改进方案之一的ORC容器；和具有机组的机组容器，该机组在运行中产生热，其中，所述机组容器包括优选设置在该机组容器的上侧面上的热退耦设备，其用于将热从机组容器中输出。
根据本发明的系统可以如下地改进，即，所述机组容器包括另外的ISO容器，在该另外的ISO容器中设置有所述机组，其中，所述另外的ISO容器具有与ORC容器的ISO容器相同的规格。通过这种方式保证了：所述容器可以安全且稳固地叠置。
根据另一改进方案，所述机组可以包括内燃机，其中，所述导热液体是内燃机的冷却液体，并且所述机组容器具有设置在该机组容器的上侧面上的连接装置，该连接装置用于输出和输送冷却液体，并且所述导热的废气是内燃机的废气，并且所述机组容器具有设置在该机组容器的上侧面上的用于输出废气的废气出口。
另一改进方案在于：在所述中间空间中设置有用于输出多余废气的旁通管道。
根据另一改进方案，机组容器的热退耦设备和ORC容器的热耦合设备可以与一个或多个连接元件可松脱地联接，其中，所述连接元件设置在所述中间空间中。
另一改进方案在于：在所述中间空间中可以设置有一个或多个可松脱地设置的转向元件，以便将所述机组的冷却空气从ORC容器的设置有ORC设备的冷却器的区域中引走。由此可以保障ORC冷却系统(再冷却系统)的效率。
上述目的也可以通过根据权利要求14的方法得以实现。
根据本发明的用于设立根据本发明的系统的方法包括下列步骤：安装和/或移出和/或展开ORC容器上的竖立装置；将ORC容器加建在所述机组容器上；并且将机组容器的热退耦设备与ORC容器的热耦合设备连接。
根据本发明的方法可以如下地改进，即，可以设定上述转向元件在ORC容器与机组容器之间的中间空间中的紧固。
所述改进方案可以单独应用或者如要求保护的那样适当地互相组合。
附图说明
下文借助附图进一步阐述本发明的另外的特征和示例性实施方式以及优点。不言而喻地，单独的或所有进一步阐述的特征还可以通过其它方式互相组合。
附图：
图1示出根据本发明的系统的实施方式。
具体实施方式
图1示出具有ORC容器10和机组容器50的系统。
ORC容器10包括其中设置有用于将热能转换为电能的ORC设备20的ISO容器11；设置在所述ISO容器的底侧面上的用于从机组容器50输送热能的热耦合设备31、32；和设置在ISO容器11上的竖立装置，其中，所述竖立装置12适于将ORC容器10设立在机组容器50上并且适于在ORC容器10的底侧面与机组容器50的上侧面之间提供中间空间60。所述机组容器50在这个实例中是具有内燃机52的马达容器50。内燃机50在运行中产生热。内燃机52的冷却液体的热和内燃机52的废热在ORC系统中用于产生能量。
热耦合设备31、32为此具有用于输送和输出冷却液体的连接装置31，其中，ORC容器10中的冷却液体借助管道组件被输送给ORC设备20的预热器和/或蒸发器，以将热能从冷却液体传递到工作介质上。
热耦合设备31、32此外具有用于将废气输送到ORC设备20的废气热传递器35上的废气入口32。在此，热被从废气传递到工作介质上并且用于预热工作介质(在蒸发器之前)。ORC容器10还在ISO容器11的上侧面上包括废气出口33。
可以相应直接进行热到工作介质上的传递，即经由热传递器的直接蒸发或预热，或者经由具有另外的热载体介质的中间回路。
机组容器优选同样包括ISO容器51。所述机组容器50包括设置在该机组容器50的上侧面上的热退耦设备71、72，其用于将热从所述机组容器50中输出。导热液体是内燃机52的冷却液体(“冷却水”)，并且所述机组容器50在其上侧面上具有用于输出和输送冷却液体的连接装置71。此外，导热的废气在此是内燃机52的废气，并且所述机组容器50具有设置在机组容器的上侧面上的用于输出废气的废气出口72。
作为基础的问题提出及其解决方案在下文得到再次阐述。
根据本发明提出：ORC容器10设立在机组容器50上，以便减小空间需求(设立面积)并且同时将ORC系统尽可能靠近热源地定位。在此可以经由标准化的连接元件、例如角配件进行连接。
然而在此必须注意的是：附属于内燃机的冷却器53产生经加热的空气并且经常拥有向上指向的排出空气通道，该排出空气通道不允许被遮盖。
如果所述排出空气通过ORC系统20的冷却器40抽吸，那么这还在ORC过程上产生不好的影响(较小的总功率和升高的本身消耗，由此减小的净功率)。因此必须在处于其上的容器中设置用于排出空气通过的开口，由此具备较小的容器面积可供ORC系统使用。此外使ORC容器的标准化变得困难，这是因为马达侧的从马达容器出来的排出空气通道不是强制性地总是设置在相同部位上。此外在铺设和装配用于将马达废气和马达冷却水从马达输送向ORC系统的(管)线路时产生问题。如果两个容器直接(没有中间空间60)叠置，那么没有用于连接相应接头的空间或者用于连接相应接头的装配变得明显困难。为此出现的是：马达中的接头位置变化并且在不是直接叠置的从容器中出来/进入容器的接头中需要绕道。这则必须在ORC容器中实现，这又减小了容器内部的可供ORC系统使用的面积并且因此降低了灵活性。容器空间供应的减小还导致冷却面积和/或废气热传递器面积的减小。如果这些分别处于确定的设计点下，那么这具有降低功率的效果并且由此损伤系统的经济性。
根据本发明，这些缺点通过在两个容器10、50之间的中间空间60克服。
ORC容器10配备有可移出的或可拆卸的脚部12，这些脚部提供用于处于其下的机组容器50的中间空间60。由此能够解决所描述的问题：
–所有的容器容积供ORC系统使用。
–用于下部的马达容器的冷却器的排出空气通道61在中间空间60中是自由的(例如借助导向板54可显示并且热空气可以任意导出。
–利用移入的脚部保持标准化的运输。
–通过标准容器(ISO容器)保持(脚部移入)根据相关准则(例如CSC)的用于具有可堆叠性的运输的稳定性。
–马达冷却水与废气之间的灵活连接通过中间空间中的管道引导是可能的(还有用于输出多余废气的旁路、旁通管73)。
–马达冷却水连接的最高点处于ORC容器内部。这能够实现在生产时通风装置的标准化安装并且由此减小了在旷野中的安装费用。
–通过在ORC容器中的连接点联合废气管(弯头、T形件)或马达冷却水(例如具有快速联接装置的软管)的标准插接构件获得应用的进一步简化，所述标准插接构件在运输中同样能够在ORC容器的自由的容器容积中得到共同供应。
要特别指出下列的优点。具有附加的撑脚的ISO容器是在设计和制造中没有改变的标准产品。在安装(ORC容器与机组容器的连接)中，仅需要少量的适配。此外，在安装和管道引导中具有灵活性，代替了事先在确定组合上的固定。ORC容器可以在可供使用的容器中已经获得外部安装构件，其不需要另外的物流。可以使用ORC容器中的最大化的结构空间。排出空气引导装置可以在背离ORC容器的冷却器的一侧上实现。
所示出的实施方式仅仅是示例性的并且本发明的完整范围通过权利要求限定。

Claims (15)

1.ORC容器，其包括：
具有设置在其中的ORC设备的容器、特别是ISO容器，所述ORC设备用于将热能转换为电能或机械能，其中，所述ORC设备具有工作介质；
设置在所述容器上的热耦合设备，该热耦合设备用于从机组容器输送热能；和
设置在所述容器上的间隔设备，该间隔设备适于在所述ORC容器与所述机组容器之间提供中间空间。
2.根据权利要求1所述的ORC容器，其中，所述间隔设备包括用于将ORC容器设立在所述机组容器上的竖立装置，由此在所述ORC容器的底侧面与所述机组容器的上侧面之间提供中间空间，其中，所述竖立装置包括特别是标准化的连接元件、优选标准化的角接接头。
3.根据权利要求1或2所述的ORC容器，其中，所述热耦合设备设置在所述ORC容器的底侧面上或侧面上。
4.根据权利要求1至3之任一项所述的ORC容器，其中，所述热耦合设备具有用于输送和输出导热液体的连接装置，其中，ORC容器中的导热液体借助管道组件能输送给ORC设备的预热器和/或蒸发器，用以将热能从液体传递到工作介质上。
5.根据权利要求1至4之任一项所述的OR容器，其中，所述热耦合设备包括废气入口，该废气入口用于将导热的废气输送给ORC设备的废气热传递器上，用以将热从废气直接传递到工作介质上或者传递到另外的工作介质上并且接着从该另外的工作介质传递到该工作介质上，特别是用于预热和/或蒸发所述工作介质，并且所述ORC容器还特别是在ISO容器的上侧面上包括废气出口。
6.根据权利要求2或权利要求3至5之任一项联合权利要求2所述的ORC容器，其中，所述竖立装置包括撑脚，这些撑脚可移出且移入地和/或可展开且折拢地和/或可松脱地紧固。
7.根据权利要求6所述的ORC容器，其中，每个可移出且移入的撑脚具有外部元件和可移出且移入的内部元件，并且其中设置有用于固定内部元件从外部元件中的拉出的固定装置。
8.根据权利要求1至7之任一项所述的ORC容器，其中，在所述中间空间中设置有用于输出多余的废气的旁通管道。
9.系统，该系统包括：
根据权利要求1至8之任一项所述的ORC容器；和
具有在运行中产生热的机组的机组容器，其中，该机组容器包括优选设置在该机组容器的上侧面上的热退耦设备，该热退耦设备用于从机组容器中输出热。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述机组容器包括另外的容器、特别是ISO容器，在该另外的容器中设置有所述机组，其中，所述另外的容器优选具有与ORC容器的容器相同的规格，并且所述另外的容器包括优选标准化的连接元件、特别是标准化的角接接头，这些连接元件与ORC容器的标准化的连接元件可连接。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述机组包括马达，其中，所述导热液体是内燃机的冷却液体，并且所述机组容器具有设置在该机组容器的上侧面上的用于输入和输出冷却液体的连接装置，并且所述导热的废气是内燃机的废气，并且所述机组容器具有设置在该机组容器的上侧面上的用于输出废气的废气出口。
12.根据权利要求9至11之任一项所述的系统，其中，所述机组容器的热退耦设备和所述ORC容器的热耦合设备与一个或多个连接元件可松脱地连接，所述连接元件设置在所述中间空间中。
13.根据权利要求9至12之任一项所述的系统，其中，在所述中间空间中设置有一个或多个可松脱地设置的转向元件，以便将机组的冷却空气从ORC容器的设置有ORC设备的冷却器的区域引开。
14.用于设立根据权利要求9至13之任一项所述的系统的方法，包括的步骤有：
安装和/或移出和/或翻开ORC容器上的竖立装置；
将ORC容器加建在机组容器上；
将机组容器的热退耦设备与ORC容器的热耦合设备连接。
15.根据权利要求13所述的方法，该方法还包括的步骤有：
将转向元件紧固在ORC容器与机组容器之间的中间空间中。
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