CN110886630A - 联合循环动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供联合循环动力装置，属于能源与动力技术领域。冷凝器有冷凝液管路经循环泵与蒸发器连通，蒸发器还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀机和膨胀增速机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

Description

联合循环动力装置
技术领域：
本发明属于能源与动力技术领域。
背景技术：
利用热能转化为机械能，为人类生活与生产所需要；在动力需求技术领域，利用热能转换为机械能是获得和提供动力的重要方式。面对非优质燃料，采用非直燃式联合循环动力装置可以实现高的热功转换效率；但这样的联合循环动力装置中，膨胀机、压缩机和热交换器往往是必不可少的基本部件和核心部件；其中，压缩机和膨胀机的制造难度大，材料要求高，制造成本大——这不利于联合循环动力装置更大范围的推广应用。因此，应设法利用简单的部件对其加以替代，或是设法使核心部件的结构简单化，以降低联合循环动力装置的制造难度和制造成本。
本发明以保持或有效提高非直燃式联合循环动力装置的热效率为前提，以降低其核心部件的制造难度和制造成本为目的，提出了双能压缩机和膨胀增速机相结合以分别取代主压缩机和主膨胀机的联合循环动力装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供采用双能压缩机和膨胀增速机相结合以分别取代主压缩机和主膨胀机的非直燃式联合循环动力装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.联合循环动力装置，主要由压缩机、扩压管、膨胀机、喷管、第二膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器和蒸发器所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与蒸发器连通，蒸发器还有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有循环介质通道经喷管、蒸发器和扩压管与压缩机连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，膨胀机和第二膨胀机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或第二膨胀机连接循环泵并传输动力。
2.联合循环动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与蒸发器连通，蒸发器还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀机和膨胀增速机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或膨胀机连接循环泵并传输动力。
3.联合循环动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机、回热器和第二循环泵所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与回热器连通，膨胀机有抽汽通道与回热器连通，回热器还有冷凝液管路经第二循环泵与蒸发器连通，蒸发器还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀机和膨胀增速机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或膨胀机连接循环泵和第二循环泵并传输动力。
4.联合循环动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机和预热器所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与蒸发器连通，蒸发器还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，预热器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀机和膨胀增速机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或膨胀机连接循环泵并传输动力。
5.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。
6.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和第二双能压缩机，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与第二双能压缩机连通，第二双能压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接第二双能压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。
7.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与新增扩压管连通，新增扩压管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
8.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
9.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和第二膨胀增速机，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与第二膨胀增速机连通，第二膨胀增速机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，第二膨胀增速机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
10.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加喷管和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与喷管连通，喷管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
11.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，形成联合循环动力装置。
12.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。
13.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和第二双能压缩机，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与第二双能压缩机连通，第二双能压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接第二双能压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。
14.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与新增扩压管连通，新增扩压管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
15.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
16.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和第二膨胀增速机，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与第二膨胀增速机连通，第二膨胀增速机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，第二膨胀增速机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
17.联合循环动力装置，是在第2-4项所述的任一联合循环动力装置中，增加喷管、高温回热器和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与喷管连通，喷管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器和蒸发器与双能压缩机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的联合循环动力装置第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的联合循环动力装置第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的联合循环动力装置第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的联合循环动力装置第4种原则性热力系统图。
图5是依据本发明所提供的联合循环动力装置第5种原则性热力系统图。
图6是依据本发明所提供的联合循环动力装置第6种原则性热力系统图。
图7是依据本发明所提供的联合循环动力装置第7种原则性热力系统图。
图8是依据本发明所提供的联合循环动力装置第8种原则性热力系统图。
图9是依据本发明所提供的联合循环动力装置第9种原则性热力系统图。
图10是依据本发明所提供的联合循环动力装置第10种原则性热力系统图。
图11是依据本发明所提供的联合循环动力装置第11种原则性热力系统图。
图12是依据本发明所提供的联合循环动力装置第12种原则性热力系统图。
图13是依据本发明所提供的联合循环动力装置第13种原则性热力系统图。
图中，1-压缩机，2-扩压管，3-膨胀机，4-喷管，5-第二膨胀机，6-循环泵，7-高温热交换器，8-冷凝器，9-蒸发器，10-双能压缩机，11-膨胀增速机，12-回热器，13-第二循环泵，14-预热器，15-第二双能压缩机，16-第二膨胀增速机，17-高温回热器；A-新增压缩机，B-新增高温热交换器，C-新增扩压管，D-新增膨胀机。
为了清楚地认识本发明的内涵与实质，这里对膨胀增速机和双能压缩机作出如下说明：
(1)膨胀增速机——在一定压降下，实现降压作功和降压增速双重功能的设备，是膨胀机和喷管的结合体或其它具有同样功能的设备。
(2)双能压缩机——利用外部机械能和流体自身动能共同实现流体压力升高的设备，是压缩机和扩压管的结合体或其它具有同样功能的设备。
具体实施方式：
首先要说明的是，在结构和流程的表述上，非必要情况下不重复进行；对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、扩压管、膨胀机、喷管、第二膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器和蒸发器所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6与蒸发器9连通，蒸发器9还有蒸汽通道与第二膨胀机5连通，第二膨胀机5还有蒸汽通道与冷凝器8连通；压缩机1有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀机3连通，膨胀机3还有循环介质通道经喷管4、蒸发器9和扩压管2与压缩机1连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，膨胀机3连接压缩机1并传输动力，膨胀机3和第二膨胀机5连接外部并输出动力。
(2)流程上，冷凝器8的冷凝液经循环泵6升压进入蒸发器9，吸收循环介质和热源介质提供的热负荷之后汽化，蒸发器9释放的饱和或过热蒸汽流经第二膨胀机5降压作功，之后进入冷凝器8放热于冷却介质并冷凝；压缩机1排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀机3降压作功，流经喷管4降压增速，流经蒸发器9放热降温，流经扩压管2升压升温并降速，之后进入压缩机1升压升温；热源介质通过高温热交换器7和蒸发器9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀机3向压缩机1提供动力，膨胀机3和第二膨胀机5共同对外提供动力(如带动工作机或发电机)，形成联合循环动力装置。
图2所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6与蒸发器9连通，蒸发器9还有蒸汽通道与膨胀机3连通，膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器8连通；双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通，膨胀增速机11有循环介质通道经蒸发器9与双能压缩机10连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接双能压缩机10并传输动力，膨胀机3和膨胀增速机11连接外部并输出动力。
(2)流程上，冷凝器8的冷凝液经循环泵6升压进入蒸发器9，吸收循环介质和热源介质提供的热负荷之后汽化，蒸发器9释放的饱和或过热蒸汽流经膨胀机3降压作功，之后进入冷凝器8放热于冷却介质并冷凝；双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，流经蒸发器9放热降温，之后进入双能压缩机10升压升温并降速；热源介质通过高温热交换器7和蒸发器9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀增速机11向双能压缩机10提供动力，膨胀机3和膨胀增速机11共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。
图3所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机、回热器和第二循环泵所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6与回热器12连通，膨胀机3有抽汽通道与回热器12连通，回热器12还有冷凝液管路经第二循环泵13与蒸发器9连通，蒸发器9还有蒸汽通道与膨胀机3连通，膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器8连通；双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通，膨胀增速机11有循环介质通道经蒸发器9与双能压缩机10连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接双能压缩机10并传输动力，膨胀机3和膨胀增速机11连接外部并输出动力。
(2)流程上，冷凝器8的冷凝液经循环泵6升压进入回热器12，膨胀机3的抽汽进入回热器12放热并冷凝，回热器12的冷凝液经第二循环泵13升压进入蒸发器9，吸收循环介质和热源介质提供的热负荷之后汽化，蒸发器9释放的饱和或过热蒸汽进入膨胀机3完成部分降压作功之后分成两路——第一路进入回热器12，第二路继续降压作功之后进入冷凝器8放热并冷凝；双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，流经蒸发器9放热降温，之后进入双能压缩机10升压升温并降速；热源介质通过高温热交换器7和蒸发器9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀增速机11向双能压缩机10提供动力，膨胀机3和膨胀增速机11共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。
图4所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机和预热器所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6和预热器14与蒸发器9连通，蒸发器9还有蒸汽通道与膨胀机3连通，膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器8连通；双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通，膨胀增速机11有循环介质通道经蒸发器9与双能压缩机10连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，预热器14还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接双能压缩机10并传输动力，膨胀机3和膨胀增速机11连接外部并输出动力。
(2)流程上，冷凝器8的冷凝液流经循环泵6升压，流经预热器14吸热升温，之后进入蒸发器9吸收循环介质和热源介质提供的热负荷之后汽化，蒸发器9释放的饱和或过热蒸汽流经膨胀机3降压作功，之后进入冷凝器8放热于冷却介质并冷凝；双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，流经蒸发器9放热降温，之后进入双能压缩机10升压升温并降速；热源介质通过高温热交换器7、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀增速机11向双能压缩机10提供动力，膨胀机3和膨胀增速机11共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。
图5所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与新增压缩机A连通，新增压缩机A再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接新增压缩机A并传输动力。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增压缩机A升压升温；新增压缩机A排放的循环介质流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11向新增压缩机A提供动力，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图6所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和第二双能压缩机，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与第二双能压缩机15连通，第二双能压缩机15再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接第二双能压缩机15并传输动力。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，之后进入第二双能压缩机15升压升温并降速；第二双能压缩机15排放的循环介质流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11向第二双能压缩机15提供动力，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图7所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与新增扩压管C连通，新增扩压管C再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增扩压管C升压升温并降速；新增扩压管C排放的循环介质流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图8所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与新增膨胀机D连通，新增膨胀机D再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机D连接外部并传输动力。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增膨胀机D降压作功；新增膨胀机D排放的循环介质流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；新增膨胀机D输出的功对外提供，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图9所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和第二膨胀增速机，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与第二膨胀增速机16连通，第二膨胀增速机16再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通，第二膨胀增速机16连接外部并传输动力。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，之后进入第二膨胀增速机16降压作功和降压增速；第二膨胀增速机16排放的循环介质流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；第二膨胀增速机16输出的功对外提供，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图10所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加喷管和新增高温热交换器，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与喷管4连通，喷管4再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温热交换器7并吸热，之后进入喷管4降压增速；喷管4排放的循环介质流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图11所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温回热器17和高温热交换器7与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有循环介质通道经蒸发器9与双能压缩机10连通调整为膨胀增速机11有循环介质通道经高温回热器17和蒸发器9与双能压缩机10连通。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质流经高温回热器17和高温热交换器7并逐步吸热升温，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11排放的循环介质流经高温回热器17和蒸发器9逐步放热降温，之后进入双能压缩机10升压升温并降速，形成联合循环动力装置。
图12所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温回热器17和高温热交换器7与新增扩压管C连通，新增扩压管C再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有循环介质通道经蒸发器9与双能压缩机10连通调整为膨胀增速机11有循环介质通道经高温回热器17和蒸发器9与双能压缩机10连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质，流经高温回热器17和高温热交换器7逐步吸热，之后进入新增扩压管C升压升温并降速；新增扩压管C排放的循环介质，流经新增高温热交换器B并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，流经高温回热器17和蒸发器9逐步放热并降温，之后进入双能压缩机10升压升温并降速；热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
图13所示的联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图4所示的联合循环动力装置中，增加喷管、高温回热器和新增高温热交换器，将双能压缩机10有循环介质通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有循环介质通道经高温回热器17和高温热交换器7与喷管4连通，喷管4再有循环介质通道经新增高温热交换器B与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有循环介质通道经蒸发器9与双能压缩机10连通调整为膨胀增速机11有循环介质通道经高温回热器17和蒸发器9与双能压缩机10连通，新增高温热交换器B还有热源介质通道与外部连通。
(2)流程上，与图4所示的联合循环动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的循环介质，流经高温回热器17和高温热交换器7逐步吸热并升温，之后进入喷管4降压增速；喷管4排放的循环介质，流经新增高温热交换器B并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，流经高温回热器17和蒸发器9逐步放热并降温，之后进入双能压缩机10升压升温并降速；热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器B、蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成联合循环动力装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的联合循环动力装置，具有如下效果和优势：
(1)双能压缩机和膨胀增速机相匹配，分别取代主压缩机和主膨胀机，大幅度降低联合循环动力装置的制造难度和制造成本。
(2)喷管或膨胀增速机替代一般膨胀机，有效降低联合循环动力装置的制造难度和成本。
(3)扩压管或双能压缩机替代一般压缩机，有效降低联合循环动力装置制造难度和成本。
(4)简单部件替代复杂部件，有利于保持或提高联合循环动力装置的热变功效率。
(5)复杂部件被简单部件替代并得到简化，有利于提高动态部件安全性和使用寿命。
(6)给出多种具体技术方案，应对众多不同的实际状况，有较宽的适用范围。
(7)扩展了联合循环动力装置技术，有利于更好地实现热能转化为机械能，扩展其应用范围。

Claims (17)

1.联合循环动力装置，主要由压缩机、扩压管、膨胀机、喷管、第二膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器和蒸发器所组成；冷凝器(8)有冷凝液管路经循环泵(6)与蒸发器(9)连通，蒸发器(9)还有蒸汽通道与第二膨胀机(5)连通，第二膨胀机(5)还有蒸汽通道与冷凝器(8)连通；压缩机(1)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀机(3)连通，膨胀机(3)还有循环介质通道经喷管(4)、蒸发器(9)和扩压管(2)与压缩机(1)连通；高温热交换器(7)还有热源介质通道与外部连通，冷凝器(8)还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器(9)或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机(3)连接压缩机(1)并传输动力，膨胀机(3)和第二膨胀机(5)连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或第二膨胀机(5)连接循环泵(6)并传输动力。
2.联合循环动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器(8)有冷凝液管路经循环泵(6)与蒸发器(9)连通，蒸发器(9)还有蒸汽通道与膨胀机(3)连通，膨胀机(3)还有蒸汽通道与冷凝器(8)连通；双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通，膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通；高温热交换器(7)还有热源介质通道与外部连通，冷凝器(8)还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器(9)或还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接双能压缩机(10)并传输动力，膨胀机(3)和膨胀增速机(11)连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或膨胀机(3)连接循环泵(6)并传输动力。
3.联合循环动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机、回热器和第二循环泵所组成；冷凝器(8)有冷凝液管路经循环泵(6)与回热器(12)连通，膨胀机(3)有抽汽通道与回热器(12)连通，回热器(12)还有冷凝液管路经第二循环泵(13)与蒸发器(9)连通，蒸发器(9)还有蒸汽通道与膨胀机(3)连通，膨胀机(3)还有蒸汽通道与冷凝器(8)连通；双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通，膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通；高温热交换器(7)还有热源介质通道与外部连通，冷凝器(8)还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器(9)或还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接双能压缩机(10)并传输动力，膨胀机(3)和膨胀增速机(11)连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或膨胀机(3)连接循环泵(6)和第二循环泵(13)并传输动力。
4.联合循环动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机和预热器所组成；冷凝器(8)有冷凝液管路经循环泵(6)和预热器(14)与蒸发器(9)连通，蒸发器(9)还有蒸汽通道与膨胀机(3)连通，膨胀机(3)还有蒸汽通道与冷凝器(8)连通；双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通，膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通；高温热交换器(7)还有热源介质通道与外部连通，冷凝器(8)还有冷却介质通道与外部连通，蒸发器(9)或还有热源介质通道与外部连通，预热器(14)还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接双能压缩机(10)并传输动力，膨胀机(3)和膨胀增速机(11)连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置；其中，或膨胀机(3)连接循环泵(6)并传输动力。
5.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与新增压缩机(A)连通，新增压缩机(A)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接新增压缩机(A)并传输动力，形成联合循环动力装置。
6.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和第二双能压缩机，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与第二双能压缩机(15)连通，第二双能压缩机(15)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接第二双能压缩机(15)并传输动力，形成联合循环动力装置。
7.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与新增扩压管(C)连通，新增扩压管(C)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
8.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与新增膨胀机(D)连通，新增膨胀机(D)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机(D)连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
9.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加新增高温热交换器和第二膨胀增速机，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与第二膨胀增速机(16)连通，第二膨胀增速机(16)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，第二膨胀增速机(16)连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
10.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加喷管和新增高温热交换器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与喷管(4)连通，喷管(4)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
11.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，形成联合循环动力装置。
12.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与新增压缩机(A)连通，新增压缩机(A)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接新增压缩机(A)并传输动力，形成联合循环动力装置。
13.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和第二双能压缩机，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与第二双能压缩机(15)连通，第二双能压缩机(15)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机(11)连接第二双能压缩机(15)并传输动力，形成联合循环动力装置。
14.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与新增扩压管(C)连通，新增扩压管(C)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
15.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与新增膨胀机(D)连通，新增膨胀机(D)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机(D)连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
16.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和第二膨胀增速机，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与第二膨胀增速机(16)连通，第二膨胀增速机(16)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，第二膨胀增速机(16)连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。
17.联合循环动力装置，是在权利要求2-4所述的任一联合循环动力装置中，增加喷管、高温回热器和新增高温热交换器，将双能压缩机(10)有循环介质通道经高温热交换器(7)与膨胀增速机(11)连通调整为双能压缩机(10)有循环介质通道经高温回热器(17)和高温热交换器(7)与喷管(4)连通，喷管(4)再有循环介质通道经新增高温热交换器(B)与膨胀增速机(11)连通，将膨胀增速机(11)有循环介质通道经蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通调整为膨胀增速机(11)有循环介质通道经高温回热器(17)和蒸发器(9)与双能压缩机(10)连通，新增高温热交换器(B)还有热源介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。
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WO2022141611A1 (zh) * 2021-01-03 2022-07-07 李华玉 双燃料联合循环蒸汽动力装置

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