CN1003381B - 利用一种变换浓度的流体实现热循环的方法和设备 - Google Patents

Abstract

利用一种变换浓度的流体来实现热循环的方法及其设备，包括对多元工作流体的部分蒸馏。至少产生出一种主要的浓缩溶液，连同至少一种低浓度溶液。该主要工作流体进行膨胀，达到一个低压水平，从而将能量转换为一种适用的形式。这种已用完的低压水平工作流体在低浓度溶液中靠冷却溶解进行冷凝，以再生一种初始工作流体以便再用。本发明还关于一种改进某种热循环的热使用效率的方法和设备。

Description

利用一种变换浓度的流体实现热循环的方法和设备

一般地讲，本发明是关于利用一种可以膨胀和再生的工作流体将热能转换为适用形式的方法和设备。本发明还涉及一种提高某种热循环的热使用效率的方法和设备。

在兰金（Rankine）循环中，工作流体，例如：水、氨水或氟利昂是在一个气化器中利用可能得到的热源进行蒸发的。被蒸发的气态工作流体进行膨胀，通过一个涡轮机将其能量转换为其他适用的形式。用过的气态工作流体在一个冷凝器中利用通用的冷却介质进行冷凝。冷凝工作介质的压力用泵来增加，然后蒸发等等以继续进行循环。

如美国专利第4，346，561号中所描述的基本卡雷那（Kalina）循环是利用了一种二元或多元工作流体。这种循环的工作原理是，将一种二元工作流体以液体形式，利用泵使其达到一定的工作高压并且经过加热将工作流体部分蒸发。然后，这种流体急骤蒸发分离为高沸点工作流体和低沸点工作流体，低沸点组分通过一个涡轮机进行膨胀，驱动涡轮机，而高沸点组分的热量可以回收，用于蒸发前的二元工作流体的加热。在这之后，高沸点组分与用过的低沸点组分相混合，以便在有某种冷却介质的情况下在一个冷凝器中吸收已用过的工作流体。

通过对常规的兰金循环和卡雷那循环的理论上的比较说明，当利用一种通用的较低温度热源，例如采用海水、地热能或诸如此类的热能源时，卡雷那循环具有一种比兰金循环高的效率。

申请人进一步的发明中称为“Exergy循环”，是美国专利申请第405，942号的主题，该申请于1982年8月6日提出，其中使用了较低温度的可用热以便在一种中间压力下对至少是多元工作流体的一部分产生部分蒸馏。从而产生不同成分组成的工作流体馏分。这种馏分是用来产生至少一种主要的富溶液，这种富溶液富集了低沸点组分。并且产生至少一种贫溶液，这种溶液含较少低沸点组分。在这之后，富溶液的压力增加，随后气化，从而产生一种负载的（charged）气化主要工作流体。该主要工作流体膨胀，达到一定的低压，从而将能量转变为有用的形式。用过的低压工作流体在一个主吸收段在贫溶液中利用冷却分解进行冷凝，从而再生一种可以再使用的初始工作流体。

本发明的发明人认为，在Exergy循环中，能够在涡轮机的出口有效地利用一种压力很低，温度很低的流体这一点是十分需要的。不管在冷凝器中的冷却水的温度如何，在Exergy循环中冷凝的压力越高，则基本溶液中的低沸点组分的浓度越高。然而，冷凝压力越高，涡轮机出口处的压力也就越高，并且在涡轮机出口处的低沸点组分的浓度也越高。对于蒸馏，这种较高浓度的基本溶液需要一种较低温度的热量。这样，利用降压以及随之产生涡轮机出口处温度的降低，基本溶液的低沸点组分的浓度便可能降低，并且可能需要在涡轮机的出口处有一个较高的温度以便蒸馏。

利用冷却水的温度平衡涡轮机出口处的压力可能被认为是一种矛盾。但是，要想获得最大的功率输出，涡轮机出口处的压力就必须尽可能低。当涡轮机出口处的压力和温度降低时（如上文所述），基本溶液的低沸点组分的浓度便会降低。这样便导致了一种恰恰需要相反的作用的提高涡轮机出口处的压力和温度的循环。所利用的冷却水温度越高，则情况就越坏。

本发明的发明人还对Exergy循环中就流出涡轮机的流体的出口温度控制的需要性作了估价。利用可适用的热源，将锅炉中流体加热至可能的最高的温度，可能会提高某种热循环（例如Exergy循环）的效率。然而，将涡轮机中流出的流体的温度和压力保持与一种饱和蒸汽的温度和压力相接近，这一点也仍是需要的。如果流出蒸汽过热，便会造成能量的浪费。

将具有可能的最高温度的流体输入涡轮机，从涡轮机中获得一种略微过热的蒸汽或饱和蒸汽，这在Exergy循环中是尤其需要的。这是因为在Exergy循环中，涡轮机的输出物并不是简单冷凝，而是用来蒸馏。如果流出涡轮机的流体过热，可能会从整体上引起循环中不必要的能量损耗。例如，由于来自涡轮机的已用过流体可能用来在其再生之前在一个热交热换器中对已冷凝的流体进行预热（如上述专利申请中所描述的那样），在热交换中可能会存在一个效率很低的高温差。

如果某人打算利用在涡轮机中进一步的流体膨胀来克服这个问题，便可在涡轮机出口处获得一种低温，但同时又获得了一种低压。这种低压十分不利于蒸馏，因为需要更多的热量，而且，这种低压流体需要更大量的贫溶液以便对其进行吸收。这样，利用这种方法来解决由于流出涡轮机的流体的高温所造成的能量损耗问题是不理想的。

本发明一个方面的一个主要目的，是要提供一种方法和装置，以便提高Exergy循环的效率，其方法是在涡轮机的出口处选择一种低压和低温基本溶液，这是通过在其再生前，利用部分蒸馏对来自涡轮机基本溶液进行富集获得的。

本发明的另一个目的，是要提供这样一种方法和装置，它可以减轻作用于冷凝器的热负载。

本发明另一方面的一个主要目的，是要减少由于从涡轮机中流出的流体过热所产生的能量损耗，同时不会不适宜地降低流体的压力。

本发明的另一个目的，是要提供一种方法和装置，它可以在Exergy循环中，有效地调整从一个涡轮机中流出的流体的温度，并且利用涡轮机中的任何额外热量来获得额外能量。

利用产生一种可用能量的方法，可以实现本发明的种种目的，该方法包括在一种较高的中间压力情况下的气化步骤;仅部分具有较低或较高的沸点温度组分的初始多元工作流体被气化以形成一种第一蒸汽馏分。因此，第一次蒸气馏分富集了低沸点温度组分。蒸汽馏分与部分初始工作液流相混合并且被吸收以产生一种富溶液，该溶液相对于初始工作流体富集了低沸点温度组分。初始工作液流的其余部分用作一种贫溶液，它相对于主要溶液含较少低沸点组分。将富溶液的压力增至一个负载高压水平。将富溶液进行气化，以产生一种负载气态主要工作流体，该流体膨胀达到一个用过的低压从而将其能量转换为有用的形式。用过的主要工作流体由部分贫溶液吸收经过冷却和冷凝。富集馏分与部分贫溶液相分离。富集馏分相对于贫溶液富集了低沸点温度组分。将富集馏分与富集的主要工作流体相混合以形成一种初始多元工作流体。

根据本发明的另一推荐的实施例，产生适用能量的方法包括靠仅仅蒸发一种初始多元组分工作流体来产生一种蒸汽馏分的步骤，这种流体具有低温和高温沸点组分。该蒸汽馏分富集了低沸点温度组分。将蒸汽馏分与部分初始工作流体混合起来并且被其吸收，从而产生一种富溶液，它相对于工作流体富集低温组分。初始工作流体的其余部分用作一种贫溶液，它相对富溶液含较少的低沸点组分。富溶液的压力增至一个负载高压。将富溶液进行蒸发，以产生一种负载的过热气态主要工作流体，并且进行膨胀，达到一个残余低压以便将能量转换为一种适用的形式。通过在一部分贫溶液中对其溶解，用过的主要工作流体冷却并且冷凝。另外，将一部分贫溶液注入负载的气化工作流体中，以降低这种气态工作流体的温度。可以在主要工作流体仍在膨胀的时候将贫溶液注入负载的气化工作流体中，或者可以在流体完成全部膨胀后再将贫溶液注入到气态的主要工作流体中。

根据本发明的另一推荐的实施例，利用多元工作流体产生适用的能量的装置包括了一台涡轮机，它具有一个气体入口和一个气体出口。一台蒸馏装置与涡轮机的气体出口相连通。该装置适于利用从涡轮机排出的气体热量，将多元工作流体中的一种低沸点温度组分与一种高沸点温度组分分离开。该蒸馏装置包括了一个混合区，用来将低沸点温度馏分与工作流体相混合以形成一种富溶液。一台冷凝器用来冷凝富溶液，一个气化器与该冷凝器和涡轮机的入口相连通。一个注入器用来在靠近涡轮机的出口处将来自蒸馏装置中的贫溶液注入到过热的流体中。

根据本发明的另一推荐的实施例，利用多元工作流体产生适用的能量的装置包括了一台涡轮机，它具有一个气体入口和一种气体出口，以及一台冷凝器，用来冷凝来自涡轮机的用过流体。第一蒸馏装置与涡轮机出口相连该装置适于将一种低沸点温度组分与一种高沸点温度组分和多元工作流体相分离，并适于分离多元工作流体。蒸馏装置包括了一个混合区，用来将分离的低沸点温度馏分与工作流体相混合以形成一种富溶液。第二蒸馏装置是在经过第一蒸馏装置对低沸点温度组分已经分离之后，将一种低沸点温度馏分与剩余流体相分离。第二蒸馏装置包括一个混合区，它适于将第二蒸馏装置所分离的一种低沸点温度馏分与来自冷凝器中的用过流体相混合。一个气化器与该冷凝器相通，并通入涡轮机的入口。

根据本发明的另一推荐的实施例，用过的多元工作流体的冷凝温度和压力过低，不便使用常规的冷却手段和冷却剂，它的再生器包括一台第一泵，用于增加用过流体的压力。一台浓缩器用以提高工作流体的低沸点温度组分的浓度。一台第二泵用以提高富集流体的压力。一台与浓缩器相连接的热交换器，用以转换来自未富集的用过流体的热量并且将该热量传递给富集的用过流体。一台第一分离器与热换器相连通，用以将一部分低沸点温度组分与富集的流体分开，并且用以将分出的部分低沸点温度组分与富集的流体的剩余部分再结合起来，以便形成一种再生的工作流体，这种流体可以通过适用的冷却介质进行冷凝。用于从一部分富集流体的剩余部分中分离一种低沸点温度组分的第二分离器，用来向浓缩器提供低沸点温度组分。第二分离器可以包括一个流体减压装置，用以分离低沸点温度组分。

图1是实现本发明的方法和装置的一个实施例的示意图。

参照附图：其中，如图1所示系统10用来实现一种热循环，根据本发明的一种实施例，利用一个锅炉102，一个涡轮机104，一个冷凝器106，一个泵108以及一个蒸馏分系统126。该分系统126包括一个同流换热器110，一个蒸馏重力分离器112，一个加热器114，一个预热器116，一个分离器118以及一个浓缩器120。

各种类型的热源都可以用来驱动本发明的循环。这样，例如，可以利用的热源的温度可高达如500℃或更高，可低至诸如从海洋温度梯度获得的那些低热源。利用本发明，可以实现诸如初级燃料，废热、地热、太阳能热或海洋热等热源的能量转换系统。

各种工作流体也可以用于上述系统，包括任何多元工作流体，这种流体包括了一种较低沸点流体和一种相对较高沸点流体。这样，这种工作流体可以是一种氨水混合物、两种或多种碳氢化合物，两种或多种氟里昂、碳氢化合物与氟里昂的混合物等等。总的讲，这种流体可以是任何数量的化合物的混合体，这些化合物具有良好的热力学特性和可溶性。关于本发明的这种系统或循环，可以参照使用氨水工作溶液的例子。

在一种氨/水工作溶液中，氨构成了低沸点组分，其沸点为-33℃，而水构成高沸点组分，其沸点为100℃。这样，氨的浓度越高，则水/氨组合物的沸点便越低。供给的混合工作流体实现了一个连续系统，其中，该流体依靠不断再生，进行膨胀，从而将能量转换为一种适用的形式。因此，在该系统中可以保持恒定的，连续的混合工作流量，以便长期使用。这里所使用的Exergy循环在待批的美国专利申请第405942号于1982年8月6日以本发明人的名义提出，并在美国机械工程师学会（ASME）论文集84-GT-173（题为“与新式底部循环相联合的循环系统”，作者是A.I.卡雷那）中进行了概括的描述。该待批申请和ASME论文仅此提及供参考。处于一种冷凝状态的主要已用过工作流体（这里称为蒸馏流体）在点1的压力通过泵122加压到点2，该流体是作为一种处于某种较低中间压力的低温冷却的液体，这种压力是居于涡轮机的入口30与出口38的压力中间。从点2，低温冷却的液体被送到浓缩器120的顶部并在此与来自点28处高度富集的低沸点组分的饱和蒸气混合（例如，利用喷射）。在点28处的压力同点2处的压力基本上是相同的。由于泵122所提供的压力的增加，所以蒸馏流体更加容易吸收来自点28处的饱和蒸气。

由于在浓缩器120中产生的混合，饱和液体从该浓缩器120通过点41向外流出。这种饱和的液体具有一种比在点2时的更高的低沸点组分富集浓度，这样，在点41处的液体可以称为是一种“高度富集”液体。在点42处用泵124将这种高度富集液体增压到一个较高的中间压力。然后，在预热器116，加热器114和同流换热器110上对该液体不断加热。在预热器116和加热器114中的加热过程，是通过从来自涡轮机104排出的逆流液体和来自本系统中所使用的其他流体的换热过程完成的。然而，在同流换热器110中的加热仅仅是通过来自涡轮机104的出口38处的流体的加热完成的。因此，它是一种对余热利用的补偿。

例如，在点5处的富集流体部分地汽化并且进入到蒸馏重力分离器112。由高度富集的低沸点组分蒸气被分离并且通过点6。一种被分离的贫汽提液体通过点7从分离器112中流出，实际低沸点组分基本上都排出，贫汽提液体含较少的低沸点组分。

从分离器112中流出的贫液体被分为三条分支，分别用点8、点10、和点40表示。通过点8的液流按比例地同来自点6的蒸气相混合。因此，产生的混合物通过点9，混合物具有低沸点和高沸点组分的必要浓度，它作为剩余循环的工作流体。形成工作流体的低沸点和高沸点组分的比例应选择为能使工作中所产生的能量损耗降低到最低的水平。一般地讲，在点9处的流体相对于点5处流体富集了低沸点组分。

为了获得可能的最大效率，选择工作混合物浓度以取得在锅炉102中的最小能量损耗的办法也是有益的。作为一种实际情况，可适用的最佳范围为低沸点组分的重量最多占50-70%，但并非所有情况都是如此。通常，高沸点组分的重量至少占20-25%是有利的。

这种富集的工作流体在加热器114中冷却，因此，为如上文所述的来自点3到点4的流体的加热提供了热量。在锅炉预热器130中，流体被进一步冷却，这样，在冷凝器106中，利用沿24至23的冷却水的流动，该流体被完全冷凝。

通过泵108将冷凝工作流体从点14抽至点21，这样，该流体便倒流过预热器116。之后，该工作流体流过锅炉102，该流体在此加热并且最好基本上汽化。该工作流体最好完全汽化，并且在点30处进行过热。锅炉加热流体的流动如线25至26所示。

过热蒸汽随后在涡轮机104中进行膨胀，输出所需要的机械功率。如果在点38处的工作流体仍是过热的蒸汽，可以将来自蒸馏重力分离器112的低浓度流体注入涡轮机104中的膨胀工作流体中。这种注入的最实际办法是向涡轮机的最后一级或倒数第二级的入口中注入。然而，利用贫流体在涡轮机104的出口之外注入流体的办法也可以达到这种效果。例如，在点38处，如图1中虚线所示。由于在靠近涡轮机出口处的这种注入，来自涡轮机104前阶段的工作流体在从点36至点39的运行过程中其浓度发生了变化。

当饱和液体注入是在涡轮机的最后一级之前完成的情况下，工作流体的状态必须处于这样一种比率：在涡轮机104的随后阶段中，该流体仍属于一种过热蒸汽。然而，在点39处，混合气体的温度要低于在涡轮机注入前的混合气体的温度。另外，在点39处，低沸点组分的浓度要低于注入点前的浓度。在点39处的焓也低于注入点前的焓。同样，在涡轮机104的出口处的焓，温度和低沸点组分浓度均低于没有进行注入的情况。另外，在涡轮机出口处的重量流速要高于注入前，这是因为该流速相当于接合点132处流速的总合。

这种注射最好是按比例进行，这样，在涡轮机104的最后级的出口处流体具有一种特征：流出的是一种饱和的或潮湿的蒸汽，而不是过热蒸汽。另外一种方法，在对已抽出涡轮机的气体进行注入的情况下，通过与注入流体的混合，使该气体变为一种饱和蒸汽。

在线136处的入口流体的压力与进行注入的线137处的压力大体上是相等的。为了达到这种效果，使用了一种压力平衡装置138。当需要降低入口流体的压力以便同涡轮机压力相平衡时，这种压力平衡装置138可以采用一种节流阀的形式。当入口流体的压力恰好同涡轮机104中的流体压力相等时，这种装置138可以完全去掉。当需要提高在线136处的压力以使其与在线137处的压力相等时，这种压力平衡装置138可以采用一种泵的形式。

涡轮机流出的流体不断地通过点38，穿过同流换热器110、加热器114和预热器116，这样，该流体被冷却并且部分冷凝。然而，在涡轮机出口处的压力，以及随后在同流换热器110的出口处，加热器114的出口处和预热器116的出口处的压力可能太低，以至在此压力下以一般的冷却水温度不可能对该流体进行冷凝。乍一看，这种效果似乎是不理想的，但事实上，它正说明在涡轮机104中该流体的能量已经全部加以利用。

为了克服这个问题，对于从蒸馏分离器112中分出的汽提液体的一部分，当其从点10流到点12的过程中在加热器114中被冷却。该过程为从点3流向点4的流体加热过程提供了必要的热量。通过节流阀140，该分离的液流在点27处被节流，处于一种较低的中间压力（这样，在点27处的压力与在点2处的压力相等）。处于较低中间压力的这种流体被直接送到分离器118，在这里，由于节流阀140使流动压力降低，该流体被分为两股。第一股是一种饱和蒸气，它延伸通过点28，富集低沸点组分。第二股是一种用于吸收的、贫的溶液，它通过点29，含较少的低沸点组分，因此它易于吸收低沸点组分。通过点28的蒸气被直接送往浓缩器120，在此，它与来自点2的低温冷却的液流相混合，以增加该流体低沸点组分的浓度。

用于吸收的贫溶液通过点29，其压力与在点42处的富流体压力（较高的中间压力）相等，但是与在点42处的流体相比，该贫溶液的低沸点组分浓度要低得多。因此，在点29处的温度总是要高于在点42处的温度。这样，在点29处的用于吸收的贫流体被送过预热器116，在此进行冷却，从而为来自浓缩器120，通过预热器的流体的加热提供了一部分必要的热量。

通过节流阀142对冷却的、用于吸收的、贫溶液的节流，使其达到与涡轮机出口处的压力基本相同的低压，其参数与点17处的参数相同。在点17处的涡轮机出口流体同点19处的用于吸收的、贫溶液相混合，从而在点18处产生一个基本溶液流。在点18流动的高沸点组分的浓度应能在利用可获得的冷却水温的情况下可以使该流体完全冷凝。因此，该流体在冷凝器106中被完全冷凝以达到点1的流体参数，在这之后，将重复上述过程。

本技术领域中熟练的人员都将理解，根据热效率，需要在涡轮机的入口处获得最高的流体可能温度。这是因为，使工作流体和加热流体处于一种比较接近的温度总是利的。使涡轮机104的入口处处于最高温度，便可以从该涡轮机104中获得更大的功率输出，并且比利用低温有更大焓降。

然而，涡轮机出口处的温度必须相应于涡轮机入口处的温度而增加。这可能意味着，离开涡轮机104的工作流体的温度可能仍处于一种过热状态。然而，这种以过热蒸汽的形式存在的多余能量实际上在蒸馏过程中是没用的，并且在整个循环中一般也是没用的。这就是说，工作流体的潜在的能量没有全部被利用。

为了达到最大可能的循环效率，对于通过锅炉102和涡轮机104的工作流体，需要相对高浓度的低沸点组分。然而与此同时，对于通过蒸馏系统126的涡轮机输出流体，最好具有一种低浓度的低沸点组分。

这样，通过注入器139对涡轮机104进行注入液体，可以立即降低通过涡轮机104最后阶段的流体的低沸点组分浓度，从而引起热损耗。这种损耗是利用流体通过涡轮机104的最后级时的更大的重量流率加以弥补的。如果没有这种调节，通过涡轮机的流体流动潜在的能量将得不到利用，并且实际上会在蒸馏系统126中进行的热交换过程中浪费掉。

不采用将来自分离器112的液体注入涡轮机104的方法，该循环仍旧可行，这一点应该是可以理解的。特别是在自涡轮机104中流出的流体不处于过热状态时，这种注射可能是一种浪费并且一般是不必要的。

当适宜将液体注入涡轮机104的情况时，应选择能使该循环达到最小可能的能量损耗点作为注入点。一个本技术领域中具有一般技能的人将能够确定出这种注入点。通常，这种注入点是选择涡轮机的较后级或涡轮机的出口之后。

通过利用液体注入系统，可以从涡轮机104中得到附加效率。这主要是由于流体是以一种更高的流率通过涡轮机104。然而，将可得到的能量以一种更有效的方式加以利用以提高涡轮机104的输出功率，这一点是可以理解的。

浓缩器120和有关的器件可以使得对基本溶液的浓度进行选择以便在涡轮机的出口调节出一种较低的压力和温度的溶液。这样，即便当涡轮机出口处的压力和温度似乎不足以使该基本溶液蒸馏，该系统的工作也不会受到不利的影响。这是因为富集的溶液有更高浓度的低沸点组分，易于进行蒸馏过程。对于这种富集的溶液，涡轮机出口的低温度足以对其进行有效的蒸馏。

但是，也应该懂得，这种效果是当浓缩器106处的热负载减少的情况下获得的。这是因为来自分离器112的一部分热液流在未经冷凝的情况下被分流到其他的过程中，因此只需要少量冷凝。换句话说，来自涡轮机104的流出流体在冷凝前已同用于吸收的贫流体相混合。这种贫流体的浓度甚至低于来自蒸馏分离器112的液流的浓度。因此，在经过吸收后，进入冷凝器106的贫流体部分以液体的形式存在;这样，为了冷凝，必须分出较少的热量。这可能降低冷凝器表面要求并且提高该系统的效率。

总的来说，本发明采用注入器139，可以有效地提高从点38到点17的流体的平均温度。同时，靠在浓缩器120中注入富集蒸汽，可以降低从点42至点5所需要热的平均温度。这样，这些效果分别地且联合地用于提高整个系统的效率。

对于本发明的蒸馏分系统126的低温热，可以从下述形式中获得：已用过的较高温度热量，来自一个热源的较高温度热量中的较低温度部分，来自一个热源的较低温度废热或其他可利用的热量以及/或不能用有效地用来在气炉中进行气化的较低温度热量。实际上，任何可以得到的热量，尤其是不能有效地用作气化的低温热量，都可以作为一种较低温度热量用于该蒸馏系统126。用同样的方式，这种较低温度的热量可以用作预热。

尽管本发明是利用单一推荐实施例进行了描述，但是在本技术领域中的一般技术人员将能从中认识到许多改变和改进，本发明的权利要求也包括了所有属于本发明的实际精神并在其范围内的这些改变和改进。

Claims (29)

1、利用一种变换浓度的流体实现热循环的方法，该方法包括下述若干步骤：

在较高的中间压力下，使含有较低沸点和较高沸点温度组分的一部分初始多元工作流体进行蒸发，从而形成第一蒸汽馏分，该第一蒸汽馏分富集了上述较低沸点温度组分;

将该第一蒸汽馏分与部分初始工作流体相混合并在此将其吸收，以便产生一种富溶液，该溶液相对于初始工作流体富集了低沸温度组分。

将富溶液的压力提高至负载高压水平，并且使该富溶液进行蒸发，以便产生一种负载气态主要工作流体;

将该负载气态主要工作流体进行膨胀，达到用过的低压的水平，以便将其能量转换为适用的形式;

在上述用过的低压下，通过一种贫溶液进行吸收，将用过的主要工作流体进行冷却和冷凝，以便形成一种蒸馏流体;

将上述混合物的压力提高至上述较高的中间压力，从而形成上述的初始多元工作流体，

其特征在于，

将初始工作流体的剩余部分作为一种贫溶液使用，该溶液相对于富溶液，含较少低温沸点组分;

将冷凝的流体的压力提高至一种较低的中间压力;

由部分上述贫溶液形成一种第二蒸汽馏分，该蒸汽馏分相对于上述冷凝的流体，富集了上述低沸点温度组分;

混合上述第二蒸汽馏分和蒸馏流体，形成一种混合物;

将上述贫溶液的一部分分离为上述第二蒸汽馏分和一种第二贫溶液;

在上述第二贫溶液中吸收上述用过的主要工作流体;

降低一部分贫溶液的压力，以便将上述第二贫溶液和上述第二蒸汽馏分从上述贫溶液分离出;

在上述气态主要工作流体过热的情况下，为降低其温度将上述贫溶液的一部分注入上述气态主要工作流体;

将上述贫溶液注入，直到膨胀的用过的主要工作流体变为一种饱和蒸汽;

在上述气态主要工作流体已膨胀完毕之后，将上述溶液注入上述气态主要工作流体;

使上述贫溶液的注入部分的压力与上述贫溶液所注入的流体压力相平衡;

2、利用一种变换浓度的流体实现热循环的装置，该装置包括：

一台涡轮机，它具有一个气体入口和一个气体出口。

一台蒸馏装置，它与上述涡轮机的气体出口保持流体连通，该装置适于利用来自上述涡轮机的输出气体的热量，将多元工作流体中一种低沸点温度组分同一种高沸点温度组分分离开，该装置包括一个混合工作区，用来将分离的低沸点温度馏分与工作流体相混合以形成一种富溶液;

一台冷凝器，用来冷凝上述富溶液;

一台气化器，它与上述冷凝器和上述涡轮机的入口相连通;

其特征在于，

一台注入器，用来将来自上述蒸馏装置的贫溶液注入靠近上述涡轮机出口处的过热流体;

一台平衡压力装置，用以平衡由注入器混合的流体压力;

一台第二蒸馏装置，用于在上述第一蒸馏装置中完成上述低沸点温度组分的分离后，将一种低沸点温度馏分同流体的剩余部分分离开，该第二蒸馏装置包括一个混合区，它适用于将由上述第二蒸馏装置分离出的低沸点温度馏分同来自上述冷凝器的用过流体相混合;以及

一台浓缩器，用以提高上述工作流体的低沸点温度组分的浓度。

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