CN102698676A - 激波聚压流体装置与激波聚压流体方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流体的压缩技术领域，尤其是蒸汽的液化和水体的气化技术领域。激波聚压流装置与激波聚压流体方法包括有激波聚压液化工艺以及下述设备，未压缩流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)。激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种，机械波激波发生设备(21)、超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)。激波聚压流体设备(20)对未压缩流体(30)进行“激波”状态压缩，产生的“激波聚压效应”使流体的内能聚变，使流体的压力、温度瞬间巨增；结果使流体被压缩；形成高压高温的聚压流体(35)；激波聚压流体设备(20)的功率愈大，其压缩后的聚压流体(35)的压力愈大、温度愈高。
Description
本发明涉及流体的压缩技术领域，尤其是蒸汽的液化或者水体的气化技术领域。
背景技术
现有的压缩气体、液化气体技术耗能高，能源浪费严重。例如，在现有凝汽式发电厂的蒸汽冷凝液化技术中，通常采用湿冷或者风冷方法把乏蒸汽冷凝液化；在乏蒸汽冷凝液化的同时，要使发电厂的50-60％的热量流失浪费掉。例如，通常采用锅炉加热加压的单一方法，而不是多个多种其它加热加压方法，来把热水直接转化成高压高温蒸汽。因此，现在凝汽式电厂(火电厂、核电厂)的热电率η一般只有35％左右。
众所周知，在流体进入“激波(波爆)”状态时，容易产生“激波聚压效应”。“激波聚压效应”使流体的内能聚变，分子间的势能聚增或者聚减、热能转化成压力能量，使流体压力、温度瞬间巨增。其结果使流体得以被压缩，甚至被液化或者气化。在下述3种条件下，流体容易进入“激波”状态：
1、在流体受到其它超音速流体冲激时(音爆)，流体容易进入“激波”状态；
2、流体受到超声波震荡激荡状态时(声爆)，流体容易进入“激波”状态；
3、同理，在流体(导电的流体)受到高频、超高频电磁波的交变磁场震荡激荡时(磁爆)，也容易进入“激波”状态。
因为产生和制造“激波聚压效应”需要的能耗要比其它压缩流体方法需要的能耗少，所以利用“激波聚压效应”来压缩流体，实现液化气体或者来气化液体功能，为用户提供高压的、或高温高压的流体(其中包括有气体、或者液体、或者气液混合体)。由于利用“激波聚压效应”能够达到事半功倍的效果，所以可节约大量能源，降低成本，提高压缩流体效率。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术缺点，提供一种激波聚压流体装置与激波聚压流体方法。
本发明的目的可以通过采取如下措施来达到。
发明创造内容
内容1。
激波聚压流体装置包括有下述设备，未压缩流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；未压缩流体(30)被激波聚压流体设备(20)压缩后，产生“激波聚压效应”，形成了高压(高温)的聚压流体(35)；激波聚压流体设备(20)的功率愈大，其压缩后的聚压流体(35)的压力愈大(温度也愈高)；
其中未压缩流体输入管(1)连接激波聚压流体设备(20)的前端或侧端；未压缩流体输入管(1)内包括有未压缩流体(30)；其中聚压流体输出管(3)连接激波聚压流体设备(20)的后端，聚压流体输出管(3)内包括有聚压流体(35)；
未压缩流体(30)至少包括有下述其中之一种，未压缩气液混合体(31)、未压缩液体(32)、未压缩气体(33)；聚压流体(35)至少包括有下述其中之一种，聚压气液混合体(36)、聚压液体(37)、聚压气体(38)。
内容2。
激波聚压流体方法包括有激波聚压工艺；激波聚压工艺是采用激波聚压流体装置或者激波聚压流体设备(20)对未压缩流体(30)进行“激波”状态压缩，产生“激波聚压效应”；“激波聚压效应”使流体的内能聚变，分子间的势能聚增或者聚减、热能转化成压力能量，使流体压力、温度瞬间巨增。其结果使流体得以被压缩，甚至被液化或者气化，形成了高压高温的聚压流体(35)；激波聚压流体设备(20)的功率愈大，其压缩后的聚压流体(35)的压力愈大(温度愈高)；
激波聚压流体装置包括有下述设备，未压缩流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；
其中未压缩流体输入管(1)连接激波聚压流体设备(20)的前端或侧端；未压缩流体输入管(1)内包括有未压缩流体(30)；其中聚压流体输出管(3)连接激波聚压流体设备(20)的后端，聚压流体输出管(3)内包括有聚压流体(35)；
未压缩流体(30)至少包括有下述其中之一种，未压缩气液混合体(31)、未压缩液体(32)、未压缩气体(33)；聚压流体(35)至少包括有下述其中之一种，聚压气液混合体(36)、聚压液体(37)、聚压气体(38)。
本发明创造的目的还可以通过采取如下措施来达到。
内容3。
根据内容1所述的激波聚压流体装置，其特征在于：
激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种设备，机械波激波发生设备(21)、电磁波激波发生设备(26)；其中机械波激波发生设备(21)至少包括有下述其中之一种设备，超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)；超音速流体喷射激波器(22)能够产生音爆，超声波震射激波器(23)能够产生声爆，电磁波激波发生设备(26)能够产生磁爆；
激波聚压流体设备(20)包括有单级或者多级，多级激波聚压流体设备(20)采用串联结构或者并联结构。
内容4。
根据内容2所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种设备，机械波激波发生设备(21)、电磁波激波发生设备(26)；其中机械波激波发生设备(21)至少包括有下述其中之一种设备，超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)；超音速流体喷射激波器(22)能够产生音爆，超声波震射激波器(23)能够产生声爆，电磁波激波发生设备(26)能够产生磁爆；
激波聚压流体设备(20)包括有单级或者多级，多级激波聚压流体设备(20)采用串联结构或者并联结构。
内容5。
根据内容1所述的激波聚压流体装置，其特征在于：
激波聚压流体装置还至少包括有下述其中之一种设备，加速设备(2)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、换热器(8)、连接管路(11)、管路控制器件(12)、液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；
其中加速设备(2)的前端可以连接未压缩流体输入管(1)，加速设备(2)的后端可以连接聚压流体输出管(3)的前端；
其中加速设备(2)的前端或后端或侧端可以连接激波聚压流体设备(20)的前端或后端或侧端；加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用下述其中之一种方式，机械直接连接，管路间接连接；
液体输出管(4)内包括有聚压液体(37)；流体喷射管路(6)内包括有聚压流体(35)或外来流体(40)；气体输出或循环管路(7)内包括有聚压气体(38)。
内容6。
根据内容2所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
激波聚压流体装置还至少包括有下述其中之一种设备，加速设备(2)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、换热器(8)、连接管路(11)、管路控制器件(12)、液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；
其中加速设备(2)的前端可以连接未压缩流体输入管(1)，加速设备(2)的后端可以连接聚压流体输出管(3)的前端；
其中加速设备(2)的前端或后端或侧端可以连接激波聚压流体设备(20)的前端或后端或侧端；加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用下述其中之一种方式，机械直接连接，管路间接连接；
液体输出管(4)内包括有聚压液体(37)；流体喷射管路(6)内包括有聚压流体(35)或外来流体(40)；气体输出或循环管路(7)内包括有聚压气体(38)。
内容7。
根据内容2所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
激波聚压流体方法还包括有下述其中之一种工艺，流体加速工艺、气液分离工艺、换热工艺、膨胀做功工艺；
流体加速工艺设置在激波聚压工艺之前或者之后；流体加速工艺包括有加速设备(2)；
气液分离工艺设置在激波聚压工艺、流体加速工艺之后；气液分离工艺采用气液分离罐(5)；
换热工艺设置在气液分离工艺之后；换热工艺采用换热器(8)；
膨胀做功工艺设置在激波聚压工艺或气液分离工艺之后；膨胀做功工艺采用下述其中之一种设备，液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；
输入的未压缩流体(30)的压力小于50KPa，输出的聚压流体(35)的压力大于110KPa；
输入的未压缩流体(30)的温度小于70℃，输出的聚压流体(35)的温度大于96℃。
内容8。
根据内容7所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
输入的未压缩流体(30)的压力小于20KPa，输出的聚压流体(35)的压力大于1000KPa；
输入的未压缩流体(30)的温度小于50℃，输出的聚压流体(35)的温度大于210℃。
内容9。
根据内容3所述的激波聚压流体装置或内容4所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
其中超音速流体喷射激波器(22)至少包括有下述其中之一种设备，文丘里管(22.1)、拉瓦尔管(22.2)；
其中超声波发射激波器(23)至少包括有下述其中之一种设备，高频声波激振器(23.1)、中频声波激振器(23.2)；
其中电磁波激波发生设备(26)至少包括有下述其中之一种设备，超微波电磁激振器(27)、微波电磁激振器(28)、毫米波电磁激振器(29)；
当激波聚压流体设备(20)同时包括超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种设备时或者其中2种设备时，它们至少采用下述其中之一种连接结构，串联结构、并联结构。
内容10。
根据内容5所述的激波聚压流体装置或内容6所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
气液分离罐(5)连接下述其中之一种设备，加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；其中气液分离罐(5)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用下述其中之一种方式，机械直接连接，管路间接连接；管路间接连接方式采用连接管路(11)；
流体喷射管路(6)的一端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)；流体喷射管路(6)的另一端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；
气体输出管路(7)的一端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、气液分离罐(5)；气体输出管路(7)的另一端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；
换热器(8)至少设置在下述其中之一种管路中，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、连接管路(11)；
连接管路(11)设置在2个设备之间；
管路控制器件(12)至少设置在下述其中之一种管路中，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、连接管路(11)；管路控制器件(12)至少包括有下述其中之一种，单向阀(12.1)、开关阀(12.2)、节流器(12.3)；
液体蒸发设备(13)的进口端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)；液体蒸发设备(13)的出口端连接气体驱动设备(14)；液体蒸发设备(13)至少包括有下述其中之一种设备，蒸发器(13.1)、蒸汽锅炉(13.2)；
气体驱动设备(14)的进口端连接液体蒸发设备(13)，气体驱动设备(14)的出口端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；气体驱动设备(14)至少包括 有下述其中之一种设备，活塞机(14.1)、汽轮机(14.2)。
与现有技术相比，本发明创造具有如下突出优点：
由于激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法采用了超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)的这3种激波聚压流体设备(20)，实现了利用“激波聚压效应”来来压缩流体，实现液化气体或者气化液体功能，可以为用户提供高压的、或高温高压的流体(其中包括有气体、或者液体、或者气液混合体)。因为利用“激波聚压效应”能够得到事半功倍的效果，所以可节约大量能源，降低液化气体或者气化液体技术的成本，提高效率。例如，它可以把凝汽式电厂(火电厂、核电厂)的发电量提高17.1-92.2％。
附图说明
图1.1-图1.2是有未压缩压流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)的激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的流程简图。
图2.1-图2.8是增加有加速设备(2)，并且加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用机械直接连接方式的8种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的流程简图。由于图2.2-图2.8与图2.1的数字标记相同，所以图2.2-图2.8的数字标记没有画出。
图3.1-图3.8是增加有加速设备(2)，并且加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用管路间接连接方式的8种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的流程简图。由于图3.2-图3.8与图3.1的数字标记相同，所以图3.2-图3.8的数字标记没有画出。
图4.1-图4.3是设置有聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的具体流程简图，该装置及其方法用于液化蒸汽。
图5.1是设置有聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气体输出管路(7)的激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的结构平面简图，该装置及其方法用于液化蒸汽。
图5.2是设置有聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、循环的流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)的激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的结构平面简图，该装置及其方法用于液化蒸汽。
图5.3是设置有聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、循环的流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、换热器(8)的激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的结构平面简图，该装置及其方法用于液化蒸汽。
图5.4、图5.5、图5.6是增加设置了气液分离罐(5)的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的具体结构平面简图，该装置及其方法用于液化蒸汽。
图5.7、图5.8是增加设置了液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)的2种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的具体结构平面简图，该装置及其方法用于液化蒸汽。
图6.1-图6.4是设置有激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气体输出管路(7)的4种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的流程简图，其中图6.1、图6.2、图6.4还设置有未压缩压流体输入管(1)、其中图6.3还设置有气体输出管路(7)，该装置及其方法用于气化液体。
图7.1-图7.3是设置有未压缩压流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的流程简图，该装置及其方法用于气化液体。其中激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种设备，超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)；
图7.4-图7.6是设置有未压缩压流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法的流程简图，该装置及其方法用于气化液体。其中激波聚压流体设备(20)至少包括有超音速流体喷射激波器(22)；
图8.1、图8.2是一种激波聚压流体设备(20)，即机械波激波发生设备(21)中的超音速流体喷射激波器(22)的正视剖面简图、侧视剖面简图。
图9是一种激波聚压流体设备(20)，即机械波激波发生设备(21)中的超声波震射激波器(23)的正视剖面简图。
图10是一种激波聚压流体设备(20)，即电磁波激波发生设备(26)的正视剖面简图。
图11.1、图11.2是由一种激波聚压流体设备(20)，即由超音速流体喷射激波器(22)和超声波震射激波器(23)这2种设备组合成的机械波激波发生设备(21)的正视剖面简图、侧视剖面简图。
图12.1、图12.2是由超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种设备组合成的激波聚压流体设备(20)的正视剖面简图、侧视剖面简图。
图13.1-图13.10是由超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种设备组合成的10种激波聚压流体设备(20)的正视剖面简图。由于图13.3-图13.10与图13.1-图13.2的数字标记相同，所以图13.3-图13.10的数字标记没有画出。
具体实施方式
实施例1。
从图3.4、图4.1、图5.1、图8.1、图8.2可知，是一种加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用管路间接连接方式的激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于液化蒸汽。其特征在于：
激波聚压流体装置包括有下述设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)；激波聚压流体设备(20)采用机械波激波发生设备(21)中的超音速流体喷射激波器(22)；
其中未压缩流体输入管(1)连接激波聚压流体设备(20)的侧端；其中加速设备(2)的后端连接激波聚压流体设备(20)的前端；加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用连接管路(11)间接连接；其中聚压流体输出管(3)的前端连接激波聚压流体设备(20)的后端；其中超音速流体喷射激波器(22)采用拉瓦尔管(22.2)；未压缩流体输入管(1)输入的未压缩流体(30)是低压的未压缩蒸汽(33.1)，流体喷射管路(6)内输入的外来流体(40)是外来水体；聚压流体输出管(3)输出的聚压流体(35)至少包括有下述其中之一种，聚压气液混合体(36)、聚压液体(37)、聚压气体(38)。液体输出管(4)内包括有聚压液体(37)；气体输出或循环管路(7)内包括有聚压气体(38)；其中聚压气液混合体(36)是高压的聚压汽水混合体(36.1)，聚压液体(37)是高压的聚压水体(37.1)，聚压气体(38)是高压的聚压蒸汽(38.1)；
激波聚压流体方法包括有激波聚压工艺、流体加速工艺、气液分离工艺、换热工艺、膨胀做功工艺；其中激波聚压工艺是采用激波聚压流体装置或者激波聚压流体设备(20)对低压的未压缩蒸汽(33.1)进行“激波”状态压缩，产生“激波聚压效应”；“激波聚压效应”形成了高压(高温)的聚压流体(35)---即聚压汽水混合体(36.1)或聚压水体(37.1)或聚压蒸汽(38.1)；激波聚压流体设备(20)的功率愈大，其压缩后的聚压流体(35)的压力愈大(温度愈高)；
流体加速工艺设置在激波聚压工艺之前或者之后；流体加速工艺包括有加速设备(2)；气液分离工艺设置在激波聚压工艺、流体加速工艺之后；气液分离工艺采用气液分离罐(5)；换热工艺设置在气液分离工艺之后；换热工艺采用换热器(8)；膨胀做功工艺设置在激波聚压工艺或气液分离工艺之后；膨胀做功工艺采用下述其中之一种设备，液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；输入的未压缩流体(30)的压力小于50KPa，输出的聚压流体(35)的压力大于110KPa；输入的未压缩流体(30)的温度小于70℃，输出的聚压流体(35)的温度大于96℃。
由于低压未压缩蒸汽(33.1)在激波聚压流体设备(20)内被加压的、超音速外来水体(36.1)引射冲激时(音爆)，低压未压缩蒸汽(33.1)容易进入“激波”状态，低压蒸汽(30.1)变成高压的聚压汽水混合体(36.1)或聚压水体(37.1)或聚压蒸汽(38.1)。其原因是：由于液体的可压缩性很小，汽(气)体的压缩性较大，而汽(气)液两相均匀混合体的可压缩性更大。声音在物体内传播的速度与物体的可压缩性成反比。即，物体的可压缩性越大，声音在该物体内传播的速度就越小。声音在液体内传播速度1650m/s，在空气中传播速度340m/s，而在汽(气)液两相均匀混合体内传播速度≤10m/s，因而，汽(气)液两相均匀混合体流动时，容易作超音速流动。汽(气)液两相均匀混合体以超音速流动时，遇到阻力产生压力激波，其压力的变化与马赫数M的平方成正比，并使流经变声速增压器的汽(气)液混合体(出口)的压力大于被驱动流体(人口)的压方，使被驱动流体得以被压缩。即，当汽(气)液两相均匀混合物流经激波液化设备(20)流速30m/s时，音速10m/s，马赫数M＝3，则汽(气)液两相均匀混合体流出激波液化设备(20)的压力为被驱动流体压力的9倍。汽(气)液两相均匀混合体流经激波液化设备(20)时，汽(气)体内能增加，转化成势能，使混合流体压力升高，并使汽(气)体得以被压缩。因此，该激波聚压流体装置可用于把现有蒸汽发电厂的乏蒸汽(小于50℃、5KPa)直接液化成高压高温的热水(小于374℃、22MPa)。然后把高压高温的热水除氧后输入锅炉，重新生产蒸汽。这样可以节约大约三分之二的燃料热量。
实施例2。
从图4.2、图5.2可知，是一种加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用管路间接连接方式的激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于液化蒸汽。其特征在于：
激波聚压流体装置还包括有下述设备，循环的流体喷射管路(6)；循环的流体喷射管路(6)的一端连接聚压流体输出管(3)或液体输出管(4)，流体喷射管路(6)的另一端连接加速设备(2)；循环的流体喷射管路(6)内输入的聚压流体(35)是聚压液体(37)，聚压液体(37)是高压的聚压水体(37.1)；其余特征同实施例1。利用高压聚压水体(37.1)代替外来水体(40.1)，可以减少供水量，减少加热量，降低成本。
实施例3。
从图5.3可知，是一种加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用管路间接连接方式的激
波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于液化蒸汽。其特征在于：激波聚压流体装置还包括有下述设备，换热器(8)；换热器(8)设置在循环的流体喷射管路(6)中；换热器(8)可以降低高压聚压水体(37.1)的温度，同时向外部提供热量。其余特征同实施例1。
实施例4。
从图4.3、图5.4-图5.6可知，是加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用管路间接连接方式的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于液化蒸汽。其特征在于：
激波聚压流体装置还包括有下述设备，气液分离罐(5)、气体输出管路(7)、管路控制器件(12)；气液分离罐(5)设置在循环的流体喷射管路(6)中；换热器(8)可以降低高压水体(33.1)的温度，同时向外部提供热量。气液分离罐(5)连接下述其中之一种设备，加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；其中气液分离罐(5)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用连接管路(11)间接连接；气液分离罐(5)可以把聚压汽水混合体(36.1)分离成聚压水体(37.1)、聚压蒸汽(38.1)；流体喷射管路(6)的一端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)；流体喷射管路(6)的另一端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；气体输出管路(7)的一端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、气液分离罐(5)；气体输出管路(7)的另一端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；气体输出管路(7)可以回收未液化的高压聚压蒸汽(38.1)，把未液化的高压聚压蒸汽(38.1)再液化；管路控制器件(12)至少设置在下述其中之一种管路中，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、连接管路(11)；管路控制器件(12)至少包括有下述其中之一种，单向阀(12.1)、开关阀(12.2)、节流器(12.3)。其余特征同实施例1-实施例3。
实施例5。
从图5.7、图5.8可知，是增加设置了液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)的2种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于液化蒸汽。其特征在于：
液体蒸发设备(13)的进口端连接聚压流体输出管(3)或液体输出管(4)；液体蒸发设备(13)的出口端连接气体驱动设备(14)；气体驱动设备(14)的进口端连接液体蒸发设备(13)，气体驱动设备(14)的出口端连接未压缩流体输入管(1)或加速设备(2)；液体蒸发设备(13)至少包括有下述其中之一种设备，蒸发器(13.1)、蒸汽锅炉(13.2)；气体驱动设备(14)至少包括有下述其中之一种设备，活塞机(14.1)、汽轮机(14.2)。该激波聚压流体装置、方法可用于把现有蒸汽发电厂的乏蒸汽(参数小于50℃、5KPa)直接液化成高压高温的热水(小于374℃、22MPa)。然后把高压高温的热水除氧后直接输入锅炉，重新生产蒸汽。这样可以节约大约三分之二的燃料热量。其余特征同实施例1-实施例4。
实施例6。
从图3.1-图3.3图、1.5-图3.8可知，是加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用管路间接连接方式的其它7种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于液化蒸汽。其特征在于：
加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)采用多种方向的管路间接连接方式。其余特征同实施例1-实施例5。
实施例7。
从图2.1-图2.8可知，是加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间采用机械直接连接方式的 其它8种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置、方法用于液化蒸汽。其特征在于：
加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)采用多种方向的机械直接连接方式。其余特征同实施例1-实施例6。
实施例8。
从图1.2、图6.1、图7.1-图7.3可知，是设置有未压缩压流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于气化液体。其特征在于：
激波聚压流体装置包括有下述设备，未压缩流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；其中激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种设备，超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)；未压缩液体(32)是未压缩水体(32.1)，未压缩水体(32.1)通过激波聚压流体设备(20)后，产生“激波聚压效应”。其中在图7.6中，超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)设置在蒸汽锅炉(13.2)内部，或设置在蒸汽锅炉水管(13.3)外部；其余特征同实施例1-实施例7。
未压缩水体(32.1)的内能聚变，分子间的势能聚增或者聚减、热能转化成压力能量，使未压缩水体(32.1)压力、温度瞬间巨增，形成了高压(高温)的聚压蒸汽(38.1)；超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)的功率愈大，其聚压蒸汽(38.1)的压力愈大(温度也愈高)。该装置、方法可用于把现有蒸汽发电厂的高压高温的热水(参数小于374℃、22MPa)直接气化化成高压高温蒸汽(参数大于280℃、6MPa)。该高压高温蒸汽，可以直接输入汽轮机(14.2)；或者先输入蒸汽锅炉(13.2)升压升温，然后再输入汽轮机(14.2)。因为利用“激波聚压效应”能够得到事半功倍的效果，所以可节约大量能源，降低气化热水技术的成本，提高效率。它可以把凝汽式电厂(火电厂、核电厂)的发电量提高许多。
实施例9。
从图1.1、图6.2、图7.4-图7.6可知，是设置有未压缩压流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)的3种激波聚压流体装置及其激波聚压流体方法，该装置及其方法用于气化液体。其特征在于：
激波聚压流体设备(20)至少包括有超音速流体喷射激波器(22)；其余特征同实施例1-实施例8。
实施例10。
从图9可知，是一种设置有超声波震射激波器(23)的激波聚压流体装置。其特征在于：
激波聚压流体设备(20)采用机械波激波发生设备(21)中的超声波震射激波器(23)。其余特征同实施例1-实施例9。
实施例11。
从图10可知，是一种设置有电磁波激波发生设备(26)的激波聚压流体装置。其特征在于：
激波聚压流体设备(20)采用电磁波激波发生设备(26)。其余特征同实施例1-实施例9。
实施例10。
从图11.1-图11.2可知，是一种设置有超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)这2种激波聚压流体设备(20)的激波聚压流体装置。其特征在于：
激波聚压流体设备(20)采用超音速流体喷射激波器(22)、电磁波激波发生设备(26)这2种设备套叠组合结构。其余特征同实施例1-实施例9。
实施例11。
从图12.1-图12.2可知可知，是一种设置有超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种激波聚压流体设备(20)的激波聚压流体装置。其特征在于：
激波聚压流体设备(20)采用超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种设备套叠组合结构。其余特征同实施例1-实施例9。
实施例12。
从图13.1-图13.10可知，是其它10种设置有超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)的激波聚压流体设备(20)的激波聚压流体装置。其特征在于：激波聚压流体设备(20)采用超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种设备其中的2种或者其中的3种，以其它10种不同套叠组合结构。其余特征同实施例1-实施例9。
Claims (10)
1.激波聚压流体装置包括有下述设备，未压缩流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；
其中未压缩流体输入管(1)连接激波聚压流体设备(20)的前端或侧端；未压缩流体输入管(1)内包括有未压缩流体(30)；其中聚压流体输出管(3)连接激波聚压流体设备(20)的后端，聚压流体输出管(3)内包括有聚压流体(35)；
未压缩流体(30)至少包括有下述其中之一种，未压缩气液混合体(31)、未压缩液体(32)、未压缩气体(33)；聚压流体(35)至少包括有下述其中之一种，聚压气液混合体(36)、聚压液体(37)、聚压气体(38)。
2.激波聚压流体方法包括有激波聚压工艺；激波聚压工艺是采用激波聚压流体装置或者激波聚压流体设备(20)对未压缩流体(30)进行“激波”状态压缩，产生“激波聚压效应”；
激波聚压流体装置包括有下述设备，未压缩流体输入管(1)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；
其中未压缩流体输入管(1)连接激波聚压流体设备(20)的前端或侧端；未压缩流体输入管(1)内包括有未压缩流体(30)；其中聚压流体输出管(3)连接激波聚压流体设备(20)的后端，聚压流体输出管(3)内包括有聚压流体(35)；
未压缩流体(30)至少包括有下述其中之一种，未压缩气液混合体(31)、未压缩液体(32)、未压缩气体(33)；聚压流体(35)至少包括有下述其中之一种，聚压气液混合体(36)、聚压液体(37)、聚压气体(38)。
3.根据权利要求1所述的激波聚压流体装置，其特征在于：
激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种设备，机械波激波发生设备(21)、电磁波激波发生设备(26)；其中机械波激波发生设备(21)至少包括有下述其中之一种设备，超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)；
激波聚压流体设备(20)包括有单级或多级，多级激波聚压流体设备(20)采用串联结构或者并联结构。
4.根据权利要求2所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
激波聚压流体设备(20)至少包括有下述其中之一种设备，机械波激波发生设备(21)、电磁波激波发生设备(26)；其中机械波激波发生设备(21)至少包括有下述其中之一种设备，超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)；
激波聚压流体设备(20)包括有单级或多级，多级激波聚压流体设备(20)采用串联结构或者并联结构。
5.根据权利要求1所述的激波聚压流体装置，其特征在于：
激波聚压流体装置还至少包括有下述其中之一种设备，加速设备(2)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、换热器(8)、连接管路(11)、管路控制器件(12)、液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；
其中加速设备(2)的前端可以连接未压缩流体输入管(1)，加速设备(2)的后端可以连接聚压流体输出管(3)的前端；
其中加速设备(2)的前端或后端或侧端可以连接激波聚压流体设备(20)的前端或后端或侧端；加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用下述其中之一种方式，机械直接连接，管路间接连接；
液体输出管(4)内包括有聚压液体(37)；流体喷射管路(6)内包括有聚压流体(35)或外来流体(40)；气体输出或循环管路(7)内包括有聚压气体(38)。
6.根据权利要求2所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
激波聚压流体装置还至少包括有下述其中之一种设备，加速设备(2)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、换热器(8)、连接管路(11)、管路控制器件(12)、液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；
其中加速设备(2)的前端可以连接未压缩流体输入管(1)，加速设备(2)的后端可以连接聚压流体输出管(3)的前端；
其中加速设备(2)的前端或后端或侧端可以连接激波聚压流体设备(20)的前端或后端或侧端；加速设备(2)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用下述其中之一种方式，机械直接连接，管路间接连接；
液体输出管(4)内包括有聚压液体(37)；流体喷射管路(6)内包括有聚压流体(35)或外来流体(40)；气体输出或循环管路(7)内包括有聚压气体(38)。
7.根据权利要求2所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
激波聚压流体方法还包括有下述其中之一种工艺，流体加速工艺、气液分离工艺、换热工艺、膨胀做功工艺；
流体加速工艺设置在激波聚压工艺之前或者之后；流体加速工艺包括有加速设备(2)；
气液分离工艺设置在激波聚压工艺、流体加速工艺之后；气液分离工艺采用气液分离罐(5)；
换热工艺设置在气液分离工艺之后；换热工艺采用换热器(8)；
膨胀做功工艺设置在激波聚压工艺或气液分离工艺之后；膨胀做功工艺采用下述其中之一种设备，液体蒸发设备(13)、气体驱动设备(14)；
输入的未压缩流体(30)的压力小于50KPa，输出的聚压流体(35)的压力大于110KPa；
输入的未压缩流体(30)的温度小于70℃，输出的聚压流体(35)的温度大于96℃。
8.根据权利要求7所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
输入的未压缩流体(30)的压力小于20KPa，输出的聚压流体(35)的压力大于1000KPa；
输入的未压缩流体(30)的温度小于50℃，输出的聚压流体(35)的温度大于210℃。
9.根据权利要求3所述的激波聚压流体装置或权利要求4所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
其中超音速流体喷射激波器(22)至少包括有下述其中之一种设备，文丘里管(22.1)、拉瓦尔管(22.2)；
其中超声波发射激波器(23)至少包括有下述其中之一种设备，高频声波激振器(23.1)、中频声波激振器(23.2)；
其中电磁波激波发生设备(26)至少包括有下述其中之一种设备，超微波电磁激振器(27)、微波电磁激振器(28)、毫米波电磁激振器(29)；
当激波聚压流体设备(20)同时包括超音速流体喷射激波器(22)、超声波震射激波器(23)、电磁波激波发生设备(26)这3种设备时或者其中2种设备时，它们至少采用下述其中之一种连接结构，串联结构、并联结构。
10.根据权利要求5所述的激波聚压流体装置或权利要求6所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
根据内容5所述的激波聚压流体装置或内容6所述的激波聚压流体方法，其特征在于：
气液分离罐(5)连接下述其中之一种设备，加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)、聚压流体输出管(3)；其中气液分离罐(5)与激波聚压流体设备(20)之间的连接采用下述其中之一种方式，机械直接连接，管路间接连接；管路间接连接方式采用连接管路(11)；
流体喷射管路(6)的一端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)；流体喷射管路(6)的另一端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；
气体输出管路(7)的一端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、气液分离罐(5)；气体输出管路(7)的另一端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；
换热器(8)至少设置在下述其中之一种管路中，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、连接管路(11)；
连接管路(11)设置在2个设备之间；
管路控制器件(12)至少设置在下述其中之一种管路中，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、流体喷射管路(6)、气体输出管路(7)、连接管路(11)；管路控制器件(12)至少包括有下述其中之一种，单向阀(12.1)开关阀(12.2)节流器(12.3)；
液体蒸发设备(13)的进口端连接下述其中之一种设备，聚压流体输出管(3)、液体输出管(4)、气液分离罐(5)；液体蒸发设备(13)的出口端连接气体驱动设备(14)；液体蒸发设备(13)至少包括有下述其中之一种设备，蒸发器(13.1)、蒸汽锅炉(13.2)；
气体驱动设备(14)的进口端连接液体蒸发设备(13)，气体驱动设备(14)的出口端连接下述其中之一种设备，未压缩流体输入管(1)、加速设备(2)、激波聚压流体设备(20)；气体驱动设备(14)至少包括有下述其中之一种设备，活塞机(14.1)、汽轮机(14.2)。
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|---|---|---|---|---|
| CN112032558A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-04 | 黄建军 | 一种流体输送增压装置 |
| CN112244050A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-22 | 郑倩倩 | 一种基于射吸原理的焙烤面包用刷油装置 |
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2012
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121003 |