CN101027460A - 生成有效能的方法 - Google Patents

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CN101027460A CNA2004800440985A CN200480044098A CN101027460A CN 101027460 A CN101027460 A CN 101027460A CN A2004800440985 A CNA2004800440985 A CN A2004800440985A CN 200480044098 A CN200480044098 A CN 200480044098A CN 101027460 A CN101027460 A CN 101027460A
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Abstract

本发明涉及将能量转换为有效能的方法，其通过向经受膨胀和压缩循环的蒸汽工质供应热量和通过在循环的膨胀阶段中获得有效能而实现。该循环在蒸汽工质的单相区域进行，并且在压缩阶段期间，为循环提供处于液态的工质。

Description

生成有效能的方法
技术领域
本发明涉及动力工程(power-engineering)，具体地涉及一种通过将热量转换成有用的机械功或者电功而生成有效能(exergy)(能量的有效部分)的方法。
更具体地，本发明涉及一种将热源的能量通过工质转换成有用的形式，该工质以连续循环的热力学动力过程膨胀或者压缩。借助处于干蒸汽状态的均匀单相工质，热量被转换为有用的机械的和电的有效能。当在不改变聚合(aggregation)状态的情况下持续处于蒸汽(例如水蒸气)区域的时候，工质周期性地膨胀或者压缩，于是，进行所供应的热能向在高熵值区域的过热蒸汽的膨胀的有用功的转换。
本发明还涉及一种提高将热量转换为在热力学蒸汽动力循环(steampower cycle)中的功的热力学效率的方法，并且因此涉及一种使用该方法的新的热力学蒸汽动力循环。本发明可以用于通过在热力设备、供热装置等中，在蒸汽作为工质的情况下，将热量转换为热机中的有用功，而生成有效能。
背景技术
在热机的蒸汽动力热力学循环中，生成有效能的方法是公知的，在该方法中，借助于工质进行所供应的热动力向功的转换。最普遍利用的从热源产生有用能量的热力学循环是关于湿饱和蒸汽的朗肯(Rankine)循环。在朗肯循环中，诸如水、氨水或者氟利昂(Freon)的工质在具有有效热源的蒸发器中蒸发。已蒸发的蒸汽工质接着膨胀穿过涡轮机，从而将热能转换为功。然后使用有效的冷却介质，在冷凝器中冷凝所消耗的蒸汽工质。通过将冷凝液用泵提升到增强的压力，而提高冷凝液的压力，在此之后处于高压的工质再次蒸发，并且如此继续循环。当大量使用朗肯循环时，由于蒸汽冷凝过程中的中等的饱和温度和相对大的热损失，其效率相对较低。
已知改进的热力学循环，其中干蒸汽过热用于类似的应用中，例如采用干蒸汽的单次过热的格林(Girn)循环，以及采用干蒸汽的连续的或者多重的反复中间过热的循环。蒸汽过热有利于提高工质的热量供应的平均温度，并且有利于提高循环热力学效率。
由于在冷凝过程中的相变期间的工质的部分热量的浪费，而在理论上无法避免地有热量损失，在蒸汽动力循环中热源的熵变化被补偿，通过在热动力学蒸汽动力循环中将所供应的热量转换为功的有效能生成的公知方法的热力学效率有限。在朗肯循环和格林循环中，热效率不高于0.3-0.5。
与所提出方法的最接近的技术方案是通过使用过热的蒸汽将热量转换为在蒸汽动力热力学循环中的功的有效能生成方法，该方法属于同一申请人的另外一项发明专利申请。
由于将热量转换为功的低热力学效率，利用过热蒸汽生成高效的有效能的现有方法的技术潜能有限，由于巨大的热量损失，其阻止了转换效率的增长，该热量损失是由蒸汽冷凝过程中系统外的有效能的浪费处理引起的。
因此，需要提出一种方法和/或处理系统，其对上述问题提供更为有效的解决方案。尤其是，期望提供一种在蒸汽动力循环中更为高效地产生有效能的方法。
发明内容
根据本发明，正如此处具体说明的或者广泛描述的内容，与本发明的原则相一致的方法和系统提供了下述功能：通过向经受膨胀和压缩循环的蒸汽工质提供热量，并且通过获得循环的膨胀阶段中的有效能，将能量转换为有效能，其特征在于，在蒸汽工质的单相区域中进行循环，并且在压缩阶段期间为循环供应液态的工质。
基于从所供应的热量到热力学动力循环的有用功的再生有效能节省(即，节省能量载体的有效能)转换，根据本发明及其实施例的方法对于热机的蒸汽动力循环中生成更为高效的有效能是有用的，该热机利用蒸汽均匀工质产生的交替地加热和冷却、在工质未返回液态的情况下的原动力。三种物理相对极(antipodes)-熵、有效能和能量之间在循环中的相互作用在根本上被改变，并且热交换的结构和在热力学循环中热量向功的转换效率被显著地提高，其在两种热源的温度水平之间进行(符合热力学第一和第二定律的规定)，但是没有热量浪费并且没有另一个热源的热量(熵)衰减。这提高了循环的热力学效率。
根据本发明的另一个方面，正如此处具体说明的或者广泛描述的内容，与本发明的原则相一致的方法和系统提供了根据权利要求13和14所述的蒸汽涡轮机。
本发明及其实施方式的其他目标和优点将在说明书中分部分地给出，或者可以在本发明的实现中获知。目标和优点可以借助于尤其是从属权利要求中指出的元件或者其组合实现和获得。本发明的实施方式在具体实施方式部分和所附的从属权利要求中揭示。
应当理解上述总体描述和下述详细描述都仅仅是示例性和解释性的，并且其并不限制于本发明及其实施方式。
附图说明
下述附图被结合并且构成说明书的一部分，其阐释了本发明实施方式的示例，并且与说明书一起解释本发明的原则。在附图中：
图1出于阐释目的示出了熵图，该图解释了通过从外部供应的热量的热力学转换至在标准类型的T-温度(纵坐标)和S-有效能(横坐标)的坐标系中等温膨胀过程并执行蒸汽动力有效能节省循环中外部有用功而生成有效能的方法的特性。
图2示出为阐释目的的示意图，该图解释了将热量转换为在标准类型的P-压力(纵坐标)和V-体积(横坐标)的坐标系中的蒸汽动力有效能节省恒温循环中的功的热力学特性。
图3示出为阐释目的的示意图，该图解释了将热量转换为在标准类型的i-焓值(纵坐标)和S-有效能(横坐标)的坐标系中蒸汽动力有效能节省恒温循环中的功的特性。
图4示出为阐释目的将等容状态下的从外部供应的热量转换为在标准类型的蒸汽动力有效能节省恒温循环中的功的热力学多级热量转换方法的实施框图。
图5示出为阐释目的的熵值图，该图解释了通过从外部供应的热量转换至标准类型的T-温度(纵坐标)和S-有效能(横坐标)的坐标系中的等容-等压膨胀过程并满足蒸汽动力有效能节省循环的绝热过程而生成有效能的方法的特性。
图6出于阐释目的示出了通过在绝热过程中多级膨胀的蒸汽均匀工质例如水蒸气进行的在蒸汽动力循环中的蒸汽动力循环等容-等压过程中供应的热量的多级转换实现有效能生成的方法的框图，其中进行从热能向其他有用形式的机械能的转换以及进一步向电能的转换。
具体实施方式
现在通过基于热力学蒸汽循环过程解释本发明而详细地说明本发明的原理，在附图中阐释了热力学蒸汽循环过程的示例。此处提及的示例旨在解释本发明而非以任何方式限定本发明。
根据本发明及其实施方式，产生干饱和蒸汽工质的初始通量(flux)，在不改变其聚集状态的情况下，该通量在单相区域进行蒸汽动力循环。在蒸汽工质压缩阶段，处于液态的工质的某些部分会被额外地注入压缩腔，并且该被注入的工质会在压缩腔中完全蒸发，而在压缩下工质的加热被除热。注入液态工质的量每隔一段时间会优选地调节，从而蒸汽工质的压缩过程沿着蒸汽边界线进行，即，沿着干饱和蒸汽的冷凝线，冷凝线的蒸汽干度(vapourquality)x＝1，其中x-蒸汽含量(vapour content)或者蒸汽干度，无因次量(dimensionless quantity)等于干饱和蒸汽的量和湿蒸汽的量的比，无因次量取值从x＝0(沸点线的沸腾液体)到x＝1(冷凝线的干饱和蒸汽)。在压缩阶段，工质经受加热；在膨胀阶段之前、在再生热交换的阶段中，其经受过热。工质可在容器(detander)中膨胀以做有用功。在膨胀过程中，蒸汽工质的压力被降低到消耗的通量的低压水平以将能量转换为有用的形式。同时，进行工质的循环单向再生向最初状态的转换，其不是在蒸汽动力循环的相邻部分而是在相对部分通过工质的热有效能进行完全的再生交换。
因此，进一步的优选实施方式的特征在于供应的液态工质的量被调节成沿着饱和干蒸汽工质的冷凝线进行至少部分地压缩。
进一步的优选实施方式的特征在于在膨胀(19)阶段之前(21)，工质受到过热。
在进一步的实施方式中，本发明包括等温地进行膨胀。
进一步的优选实施方式包括工质受到多级等压过热，并且经受多级绝热膨胀。
另一实施方式的特征在于工质受到多级等容过热，并且受到多级绝热膨胀。
进一步的优选实施例包括：当借助于热力学T-S图说明时，循环包括下述步骤：
从点2(T3，S4)到点3(T1，S3)等压压缩；
沿着从点3到点4(T2，S1)的冷凝线压缩；
从点4到点1(T3，S2)等容过热；
从点1到点4的等温或者多级膨胀；
T和S分别是温度和熵，其中
T3＞T2＞T1，
P3和P4位于临界点(critical point)下的冷凝线，
P1和P2位于单相区域。
在进一步的优选实施方式中，蒸汽工质可以在容器中的膨胀阶段等温地膨胀。
在进一步的优选实施方式中，蒸汽工质会受到容器中的膨胀阶段的绝热多级膨胀。
在进一步的优选实施方式中，蒸汽工质会受到恒定容积下膨胀阶段的多级过热。
在进一步的优选实施方式中，在无外部热源并且不做功的情况下，，采用单向转换的热有效能再生，并且不可逆地增加另一个热源的温度场的熵，可通过另一个热源进行在容器内膨胀之后向蒸汽工质初始状态的循环转化。在该过程的示例性实现方案中，工质有效能的再生可以不是在蒸汽动力循环的相邻部分而是在相对部分上进行，在系统内组合热交换期间，进行蒸汽工质的热有效能的平衡在于通过其他绝热的热源的温度场从工质的边界状态变到初始通量的状态。在工质的熵连续循环的不可逆的变化过程中，可以进行熵变化的补偿。
在进一步的优选实施方式中，工质被加热到低于压缩阶段的临界点的水平，并且在干饱和蒸汽的场中，等容地进行在压缩机中的工质加热，和在膨胀阶段之前和膨胀阶段中的工质过热。
在进一步的优选实施方式中，通过改变热源的温度场的热能，进行工质熵的不可逆的连续循环变化。基于这一目的，在热源的温度场中的温度和恒定压力下，工质的体积不可逆地改变；并且不是在循环的相邻部分而是在相对部分，随着通过工质的热有效能的组合交换，进行在单向转化过程中的再生热交换。
另外，动力热力学循环中，可以根据以下方程进行不是在蒸汽动力循环的相邻部分而是在相对部分、从等压过程到等容过程的工质的热有效能传递进行蒸汽工质的组合再生交换：
其中：∏T(Δp＝0)-在等压处理中温度的下降幅度
∏T(Δv＝0)-在等容处理中温度的上升幅度
k-比热比。
进一步的优选实施方式包括：在无外部热源且不做功的情况下，通过热源采用单向传送的热有效能的理想再生并且不可逆地提高热源的温度场中的熵，至少部分地进行在容器中膨胀之后初始状态的蒸汽工质循环转化。
在该实施例中，理想的工质有效能再生可以优选地不在蒸汽动力循环的相邻部分而在相对部分上实现。在蒸汽动力循环中的组合热交换期间，执行蒸汽工质热有效能的平衡在于通过其他的温度场、绝热热源将工质从边界状态变成初始通量状态；并且在工质熵的连续循环变化的不可逆过程中，进行熵变化的补偿。
通过基于热力学蒸汽循环过程的解释，现在详细参考本发明的基本原理及其实施方式，其示例在附图中加以阐释。此处提及的示例仅仅用于解释的目的并且不以任何方式限定本发明。
在图1、2、3的图表和图4的框图中，示出等容膨胀的通常类型的蒸汽动力有效能节省循环的方法的可替代的实现方案。在图1、2、3所示的图表中，示出相同的直接动力有效能节省循环，但是其处于不同的坐标系统中，图1中，TS-图表处于T-温度(纵坐标)和S-熵(横坐标)的坐标系下，图2中，PV-图表处于P-压力(纵坐标)和V-体积(横坐标)的坐标系下，iS-图表处于S-熵(纵坐标)和I-焓(横坐标)的坐标系下，其中下述部分被定义为：
4，1-等容过程阶段(具有恒定容积ΔV＝0)，其采用从等压阶段2、3提供的有效能QRG运行，执行有效能平衡：e2，3＝e4，1；
2，3-在温度范围T3、T1内等压过程部分(具有恒定压力ΔP＝0)，其取出热有效能QRG提供到等容过程4，1中；
3，4-在温度范围T2-T1内蒸汽边界压缩过程部分，该部分通过吸收过热热量Q1p运行、采用液体分段注入(具有恒定的蒸汽干度，等式x＝1)；
1，2-容器18中的等温(具有恒定的蒸汽温度T3)气相膨胀部分，供应外部热量Q1p.
图5所示的图表和图6所示的框图阐释了方法的实现方式，该方法将标准类型的蒸汽动力有效能节省循环与等容多级加热和绝热多级膨胀组合，其具有其他的定义部分：
1，5-在加热器16中的等容蒸汽加热部分(处于恒定值的状态，ΔV＝0)，有热量供应。
5，6；7，8；9，10；11，12；13，14；15，2-为在容器1的各阶段中的多级附加绝热(具有恒定熵值，ΔS＝0)蒸汽膨胀的部分。
6，7；8，9；10，11；12，13；14，15-在容器18中的蒸汽膨胀各阶段之间的蒸汽过热器17中，多级附加等压(具有恒定压力，ΔP＝0)蒸汽过热部分。
可以以如下方式实现所提供的在蒸汽动力有效能循环中生成有效能的方法，其在均匀蒸汽的膨胀中具有等温热量供应：
形成干饱和的蒸汽均匀工质的初始通量，其在单相区域进行蒸汽动力循环，其聚合状态不变。在图1、2、3的图表中给出等温热供应和膨胀的在图4所示的加热器动力有效能节省循环中的方法的实现方案。该方法包括压缩机19(部分3、4)中的蒸汽压缩阶段，借助于单元20的装置将一定量的水同时注入压缩机、再生器21(部分4、1)中的蒸汽的组合再生加热、向外供应热量Qp的容器18中的蒸汽等温膨胀。
在部分3、4，进行用压缩机19实现的蒸汽工质压缩和低于其临界点水平的工质加热。为了提供蒸汽边界线-干饱和蒸汽的冷凝线(对该线而言蒸汽干度x＝1)，处于液态的工质的某些部分被单元20额外地注入到压缩机19的压缩腔中，其在压缩机19的压缩腔中蒸发而除去过热热量，每隔一段时间调节注入的液态工质的量，并且沿着蒸汽边界线-干饱和蒸汽的冷凝线(蒸汽干度r-1)进行蒸汽工质的压缩过程。在压缩阶段，蒸汽经受加热并且蒸汽温度从数值T1提升到数值T2，其低于临界点k的水平。
在再生器21(部分4、1)的再生热交换阶段中，在膨胀阶段之前蒸汽经受单向再生过热，为了进行该操作，用部分2、3的热量完成有效能平衡。
在膨胀阶段(部分1、2)中，在容器18中蒸汽工质恒温膨胀，并且蒸汽的机械有效能做有用功Lp。在膨胀过程中蒸汽工质的压力被降低到消耗的通量的低压水平(图2中的点2)，以将能量转换为有用的形式。
在再生交换的阶段中，通过另一个热源21采用单向转化的热有效能的理想再生进行处于初始状态的(在容器18中膨胀之后)蒸汽工质的循环转化。因此，其在蒸汽动力循环内的组合热量交换中，采用完全的蒸汽工质的有效能平衡e2，3＝e4，1，进行在蒸汽动力循环(3，2和4，1)的相邻部分之外的单向转化的热有效能的理想再生。在无外部热量供应并且不做功的情况下，实现对另一个热源21的温度场不可逆的熵增长的补偿。在绝热热源21的温度场之上从工质的边界状态向初始通量状态的转化中，在工质的熵连续循环变化的不可逆过程中进行熵变化的补偿。
在处于初始状态的工质的循环单向再生转化过程中，获得从等压(ΔP＝0)过程2、3到等容(ΔV ＝ 0)过程4、1容器18之后的蒸汽热有效能，于是，采用有效能平衡e2，3＝e4，1，在部分2、3和4、1之间，在蒸汽动力循环的相邻部分之外，进行工质的热有效能完全交换。
热力学有效能通过下述等式计算：
e＝Δi-ΔST1
其中：Δi、ΔiS-焓值和熵值的变化，其分别等于：
Δi＝CpΔT；ΔS＝Cvln(T3/T2)-当在等容过程中ΔV＝0；
Δi＝CPΔT；ΔS＝CPln(T3/T1)-当在等压过程中ΔP＝0；
Δi＝0；ΔS＝Rln(P3/P1)＝Rln(V3/V1)＝RlnΠP＝RlnΠV-当在等温过程中ΔT＝0；
Δi＝CPΔT；ΔS＝0-在等熵过程中；
Δi＝0；ΔS＝R(ΔV/V)＝mR-当ΔP＝0，ΔT＝0时；
T3、T1-分别是高温和低温下的源温度；
R＝CP-CV-气体常量；
K＝CP/CV-比热比；
Cv、CP-当V＝常量或者P＝常量时的气体热容量；
U-1kg工质的内部能量。
当在图1中的循环1、2、3、4中的相对的部分2、3和4、1发生再生时，有效能平衡等式e2，3＝e4，1，关于等式可以写成：
(i3-i1)-T1(S3-S1)＝(i3-i2)-T2(S2-S1)。
并且，其在置换之后
CP(T3-T1)-T1CPln(T3/T1)＝CP(T3-T2)-T2CVln(T3/T2)
并且变换，给出：
T1(1+ln(T3/T1))＝T2(1+1/k*ln(T3/T2))
或者，
1+lnΠT(ΔP＝0)＝ΠT(ΔS＝0)(1+1/k*lnΠT(ΔV＝0))
因此，根据下述等式，在蒸汽动力循环内，通过从等压过程至相邻部分之外的等容过程的工质转换实现在动力热力学循环内的组合再生的单向的蒸汽工质的热交换，：
1+lnΠT(ΔP＝0)＝ΠT(ΔS＝0)(1+1/k*lnΠT(Δv＝0))
其中：
ΠT(ΔP＝0)-在等压过程2、3中温度降低的幅度
ΠT(Δv＝0)-在等容过程1、4中温度升高的幅度
k-比热比。
工质的熵的不可逆的连续循环变化是通过改变另一个源21的温度场中的热能而实现的，为了该目的，在另一个源21的温度场的温度和恒定压力下不可逆地改变工质的容积，并且随着在蒸汽动力循环的相邻部分之外工质的组合有效能交换，进行单向转化过程中的再生热交换。
根据图5的TS-图中给出的图6的闭合加热器的动力有效能节省循环中的方法的实现方案，执行所提出的在蒸汽动力热力学循环中生成有效能的方法，该循环采用等容加热和多级等压过热和绝热膨胀。其包括再生等压-等容热交换的部分2、3和4、1，用于由压缩机19实现的蒸汽工质的压缩和工质的低于临界点的等容加热的部分4、3。为了沿着蒸汽边界线-干饱和蒸汽的冷凝线(该线上蒸汽干度x＝1)进行压缩，处于液态的一部分工质由单元20额外地注入到压缩机19的压缩腔，其优选地在压缩机19的压缩腔中完全蒸发而除去过热热量。每隔一段时间，调节注入的液态工质的量，并且沿着蒸汽边界线-干饱和蒸汽的压缩线(在该线上蒸汽干度x＝1)提供蒸汽工质的压缩过程。在压缩阶段蒸汽经受加热，其中的蒸汽温度从数值T1上升到数值T2，低于临界点k的水平。
在再生器21(部分4、1)中再生热交换的阶段，蒸汽在膨胀阶段之前经受从温度T2到温度T3的加热，因此，使用部分2、3的热量。在再生热交换的阶段，在无热交换和不做功的情况下，优选地采用单向转化的蒸汽有效能理想的再生，并且另一个热源的温度场的熵不可逆的增长，通过另一个热源22进行蒸汽工质到初始状态的循环转化(在容器18膨胀到点2之后)。出于该目的，通过另一个绝热热源的温度场，在从工质的边界状态转化为初始通量状态的转化处，蒸汽动力循环内的组合热交换期间，进行蒸汽工质的有效能平衡，工质有效能的理想的再生不在能量循环的相邻部分2、3和4、1上完成，而在相对部分完成。在不可逆的工质连续循环变化过程中进行熵变化的补偿。
图5的图表和上述图1的图表之间的差异在于：在部分4、1中的再生等容加热之后，在容器18的各阶段的绝热膨胀阶段之前，在部分1、5的过热器16中的恒定的体积下，蒸汽工质经受从温度T3到温度T4的等容过热；以及，其经受从温度T2到温度T4的多级绝热加热，在过热器17中有恒定的压力，过热器17被置于部分8、7；8、9；10、11；12、13；14、15中的容器18的各阶段之间，并且在容器18的膨胀阶段其经受部分5、6；7、8；9、10；11、12；13、14；15、2的多级绝热膨胀。在干饱和蒸汽场中进行等容过热、多级等压过热和在膨胀阶段的绝热膨胀。
可将外部热量Q1p从明火加热源提供到过热器16、17。由于与过热器多孔-金属的或者陶瓷材料发生化学反应，碳氢化合物气体的催化放热交换体氧化(catalytic exothermic permutoidal oxidation)导致热量的生成。热量也可以由核热源或者诸如太阳、地球、海洋的自然热源生成，或者由可再生的能量源生成。
在膨胀阶段中，蒸汽工质在容器18的各阶段膨胀，最大程度地接近在平均温度Tcp下的等温膨胀，其中机械有效能做有用功。在膨胀过程中，蒸汽工质的压力被降至所消耗的通量(图5中的点2)的低压P1水平以将能量转换为有用的形式。
重要的是，在高熵值的场中采用注入液体和容器工作、沿着冷凝线的蒸汽压缩需要特别的3D(三维)的能够提供类似的工作模式的压缩机和容器。因为当根据本发明实现生成有效能的等温或者绝热的替代性方法时，循环的热损耗降低，本发明具有提高蒸汽动力循环的热能和有效能效率的优势。
因为本发明可以通过使用公知的生产装置和现有的技术而实现，本发明符合“工业实用性”的保护条件。
对于本领域技术人员而言，在考虑到此处揭示的本发明的说明书和实践情况的基础上，本发明的改变和变化是显而易见的。本发明的实施例的上述描述处于阐释和揭示的目的加以提出。其非排他性的，并非将本发明限制为揭示的精确形式。在上述教导的指引下改变和变化是可能的，或者改变和变化可以从本发明的实践中获得。意在使说明书和例子仅仅被认为是示例，本发明的真正的保护范围和精神由下述权利要求表示。

Claims (14)

1.一种将能量转换为有效能的方法，该方法通过向经受膨胀(18)和压缩(19)循环的蒸汽工质供应热量和通过在该循环的该膨胀阶段中获得该有效能而实现，其特征在于：
该循环在该蒸汽工质的单相区域中进行并且
在该压缩阶段(19)期间处于液态的工质被供应(20)给该循环。
2.如权利要求1所述的方法，其中供应的液态工质的量被调节成使得沿着饱和干蒸汽工质的冷凝线至少部分地进行压缩。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中在膨胀(19)的阶段之前(21)，该工质受到过热。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其中等温地进行该膨胀。
5.如权利要求4所述的方法，其中该工质经受多级等压过热，和经受多级绝热膨胀。
6.如权利要求4所述的方法，其中该工质经受多级等容过热，和经受多级绝热膨胀。
7.如权利要求4至6之一所述的方法，其中当借助于热力学T-S图描述时，该循环包括下述步骤：
从点2(T3，S4)到点3(T1，S3)等压压缩；
沿着从点3到点4(T2，S1)的冷凝线压缩；
从点4到点1(T3，S2)等容过热；
从点1到点4的等温或者多级膨胀；
T和S分别是温度和熵，其中T3＞T2＞T1，
P3和P4是冷凝线上低于临界点的点，
P1和P2位于单相区域。
8.如权利要求1至7之一所述的方法，其中：在无外部热源并且不做功的情况下，通过热源(21)，采用单向转化的热能有效能的理想再生并且不可逆转地增加在热源(21)的温度场中的熵，至少部分地进行在容器(18)中膨胀之后初始状态的蒸汽工质的循环转化。
9.如权利要求1至8之一所述的方法，其中：该工质被加热到低于压缩阶段(19)的临界点的水平，并且其中在干饱和蒸汽的场中进行该工质的加热、在膨胀阶段之前的该工质的等容过热(16)和在膨胀阶段中的该工质的多级等压过热(17)。
10.如权利要求1至9之一所述的方法，其中：通过改变另一个源(21)的温度场的热能有效能进行该工质的熵的不可逆的连续循环的变化。
11.如权利要求1至10之一所述的方法，其中：在另一个热源(22)的温度场的温度和恒定的压力下，该工质的体积不可逆地改变，并且其中在蒸汽动力循环的非相邻部分(21)，随着该工质的热有效能的组合交换，进行在单向转化过程中的再生热交换(QRG)。
12.如权利要求1至11之一所述的方法，其中：根据以下等式，不是在蒸汽热能循环的相邻部分而是在相对部分，通过从等压过程到等容过程该工质的热有效能转换进行在动力热力学循环内的该蒸汽工质的组合再生热交换：
其中：∏T(Δp＝0)-在等压处理中温度的下降幅度；
1+In∏T(ΔP＝0)＝∏T(ΔS＝0)(1+(1/k)*In∏T(ΔV＝0))
∏T(Δv＝0)-在等容处理中温度的上升幅度；
k-比热比。
13.用于执行权利要求1至12中任一项所述的方法的蒸汽涡轮机，包括压缩阶段(19)和膨胀阶段(18)，其特征在于：
该压缩阶段(18)包括注入装置(20)，其用于向该循环供应液态工质，且
该膨胀阶段(19)包括加热装置，其用于在至少部分膨胀阶段维持恒定的温度。
14.用于执行权利要求1至12中任一项所述的方法的蒸汽涡轮机，包括压缩阶段(19)和膨胀阶段，其特征在于：
该压缩阶段包括注入装置(20)，其用于向该循环供应液态工质，且
该膨胀阶段(18)包括多级膨胀阶段，每一阶段包括绝缘装置和加热装置(17)，该绝缘装置用于实现该工质的绝热膨胀，该加热部件用于过热该工质。
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