CN111022188A - 一种微型燃气轮机的联合循环系统、交通工具、充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微型燃气轮机的联合循环系统、交通工具、充电系统，循环系统包括：微型燃气轮机、换热单元、循环水箱、活塞发动机以及发电装置；其中，所述微型燃气轮机设置有回热器；所述回热器的排气口与换热单元的进气口连接用于为换热单元提供热源；所述换热单元的排气口通向大气，换热单元的进水口与循环水箱的出水口连接，换热单元的蒸汽出口与活塞发动机连接用于使高压蒸汽通过进入活塞发动机推动活塞发动机做功；所述活塞发动机连接发电装置用于带动发电装置发电。该循环系统能够更进一步地回收利用回热器排气中携带的能量，进而提高整个微型燃气轮机的效率。

Description

一种微型燃气轮机的联合循环系统、交通工具、充电系统
技术领域
本发明涉及能量回收技术领域，尤其涉及一种微型燃气轮机的联合循环系统、交通工具、充电系统。
背景技术
微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25～300kW，基本技术特征是采用径流式叶轮机械以及回热循环。现有技术中通常采用回热器对微型燃气轮机排气的热量进行回收利用，然后将经过回热器的尾气排向大气；然而通过回热器的尾气依旧具有一定的余热，现有技术中，也有对于回热器排出的尾气能量进行回收利用的，通常采用的都是旋转机械，例如涡轮等，以对尾气能量进行回收利用。但是对于小功率的微型燃气轮机，由于回热器排出的尾气温度相对较低，同时尾气量又少，旋转机械无法有效回收这部分能量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种微型燃气轮机的联合循环系统、交通工具、充电系统，该循环系统能够更进一步地回收利用回热器排气中携带的能量，进而提高整个微型燃气轮机的效率。具体地，本发明是通过使用活塞发动机的形式对回热器排气中携带的能量进行高效地回收利用，即形成一种微型燃气轮机与蒸汽机的联合循环系统。
本发明的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种微型燃气轮机的联合循环系统，，包括：微型燃气轮机、换热单元、循环水箱、活塞发动机以及发电装置；
其中，所述微型燃气轮机设置有回热器；所述回热器的排气口与换热单元的进气口连接用于为换热单元提供热源；
所述换热单元的排气口通向大气，换热单元的进水口与循环水箱的出水口连接，换热单元的蒸汽出口与活塞发动机连接用于为活塞发动机提供做功蒸汽；
所述活塞发动机连接发电装置用于带动发电装置发电；
所述循环水箱连接活塞发动机用于回收做功蒸汽做功后转化成的水或水汽混合物。
进一步的，所述活塞发动机为单侧进气弹簧复位式活塞发动机或双侧进气式活塞发动机或水平对置的双缸控制式活塞发动机；
所述单侧进气弹簧复位式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、弹簧、活塞杆、曲柄滑块机构以及输出轴；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构连接输出轴，输出轴连接发电装置；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱，气缸缸体的有杆腔一侧设置弹簧，用于活塞做功后的复位；
所述双侧进气式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、活塞杆、曲柄滑块机构以及输出轴；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构连接输出轴，输出轴连接发电装置；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第一进气口、第二进气口连接换热单元，第一排气口、第二排气口连接循环水箱；
所述水平对置的双缸控制式活塞发动机包括：
曲柄滑块机构和相对设置于曲柄滑块机构两侧的第一气缸和第二气缸；
其中，曲柄滑块机构为双滑块结构，其包括曲柄、第一滑块、第一连接杆，第二滑块，第二连接杆以及输出轴；输出轴穿设于于曲柄的中心，第一连接的一端、第二连接杆的一端分别连接于曲柄的两个端面，且连接点分布于输出轴的两侧，第一连接杆的另一端连接第一滑块、第二连接杆的另一端连接第二滑块；
第一气缸包括第一气缸缸体，第一活塞，第一活塞杆，第一活塞安装于第一气缸缸体内，第一活塞杆一端连接第一活塞，另一端伸出第一气缸缸体并与第一滑块连接；第一气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口、第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱；
第二气缸包括第二气缸缸体、第二活塞、第二活塞杆、第二活塞杆安装于第二气缸缸体内，第二活塞杆一端连接第二活塞，另一端伸出第二气缸缸体并与第二滑块连接；第二气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第二进气口连接换热单元，第二排气口连接循环水箱。
进一步的，所述发电装置为直线发电机，所述活塞发动机为单侧进气弹簧复位式活塞发动机或双侧进气式活塞发动机或水平对置的双缸控制式活塞发动机；
所述单侧进气弹簧复位式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、弹簧、活塞杆；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并连接所述直线电机；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱，气缸缸体的有杆腔一侧设置弹簧，用于活塞做功后的复位；
所述双侧进气式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、活塞杆；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并连接所述直线电机；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第一进气口、第二进气口连接换热单元，第一排气口、第二排气口连接循环水箱；
所述水平对置的双缸控制式活塞发动机包括：
第一气缸、第二气缸；
其中，第一气缸包括第一气缸缸体，第一活塞，第一活塞杆，第一活塞安装于第一气缸缸体内，第一活塞杆一端连接第一活塞，另一端伸出第一气缸缸体并与所述直线电机一端连接；第一气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口、第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱；
第二气缸包括第二气缸缸体、第二活塞、第二活塞杆、第二活塞杆安装于第二气缸缸体内，第二活塞杆一端连接第二活塞，另一端伸出第二气缸缸体并与所述直线电机另一端连接；第二气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第二进气口连接换热单元，第二排气口连接循环水箱。
进一步的，所述第一进气口、第一排气口、第二进气口、第二排气口出设置有开关阀，所述开关阀为机械式开关阀或电动式开关阀。
进一步的，所述活塞发动机为双侧进气式活塞发动机或水平对置的双缸控制式活塞发动机时，所述换热单元与第一进气口、第二进气口之间通过电磁换向阀连接，所述第一排气口、第二排气口通过电磁换向阀与循环水箱连接。
进一步的，所述活塞发动机为水平对置的双缸控制式活塞发动机时，所述第一气缸的有杆腔连接第一真空泵，所述第二气缸的无杆腔连接第二真空泵。
进一步的，所述活塞发动机设置为多组，多组活塞发动机通过同一输出轴与发电装置连接。
进一步的，还包括发热元件，所述循环水箱经过发热元件后与所述换热单元连接。
根据本发明的另一方面，提供一种交通工具，包括上述的联合循环系统，所述联合循环系统的循环水箱对交通工具中的发热元件所散发的热量回收后连接换热单元。
根据本发明的另一方面，提供一种充电系统，其包括上述的联合循环系统，所述联合循环系统的循环水箱对充电系统中的发热元件所散发的热量回收后连接换热单元。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中，使用活塞发动机回收微型燃气轮机回热器排气中的热量的原理，可解决现有技术中由于废气热值较低、热量较少无法高效回收的技术问题。
2、本发明中所提供的活塞发动机的结构形式具有多样性，易于实现，且适用于不同的场景。
3、本发明中发电装置可采用直线电机的原理，结构简单。
4、本发明中活塞发动机可以设置为多组，其回收余热的效率更高。
5、本发明中在活塞发动机中设置真空泵能够提高排气废热的回收利用率。
6、本发明中的活塞发动机不需要润滑油和润滑脂，整机结构简单。
7、本发明的联合循环系统可进一步回收发热元件，例如发动机壳体、电池组，发电机散发的热量。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明的实施例一结构图。
图3为本发明的实施例二结构图。
图4为本发明的实施例三结构图。
图5为本发明的实施例四结构图。
图6为本发明的实施例五结构图。
图7为本发明的实施例六结构图。
图8为本发明图4设置真空泵时结构图。
图9为本发明图7设置真空泵时结构图。
图10为本发明的另一种系统框图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本发明作进一步说明。
根据本发明的一个方面，提供一种微型燃气轮机的联合循环系统。
如图1所示，本发明的微型燃气轮机的联合循环系统包括：微型燃气轮机100、换热单元200、循环水箱300、活塞发动机400以及发电装置500，微型燃气轮机100设置有回热器110；回热器110的排气口与换热单元200的进气口连接，以为换热单元200提供热源，换热单元200的排气口通向大气，换热单元200的进水口与循环水箱300的出水口连接，换热单元200的蒸汽出口与活塞发动机400连接，高压蒸汽通过蒸汽出口进入活塞发动机400推动活塞发动机400做功；活塞发动机400连接发电装置500，带动发电装置500发电，循环水箱300连接活塞发动机400，以回收做功后由水蒸汽转化的水或者水汽混合物。
通过上述结构可以将微型燃气轮机100的回热器110排出的尾气输送到换热单元200，同时循环水箱300将常温水输送到换热单元200，在换热单元200内，常温水吸收尾气中的热量并在换热单元200内气化形成高压蒸汽，高压蒸汽进入活塞发动机400推动活塞做功，高压蒸汽做功后成为常压蒸汽或者水汽混合物进入循环水箱300，以实现循环利用。从而有效利用了回热器110的排气中的热量，提高微型燃气轮机的整体效率。
本发明的活塞发动机的结构可以通过多种结构实现，例如、但不限于以下几种结构。
实施例一：
本实施例中，活塞发动机400为单侧进气弹簧复位式活塞发动机410。如图2所示，其包括气缸缸体411，活塞412，弹簧413，活塞杆414，曲柄滑块机构415以及输出轴416，活塞412安装于气缸缸体411内，活塞杆414一端连接活塞412，另一端伸出气缸缸体411并与曲柄滑块机构415连接，曲柄滑块机构415连接输出轴416，气缸缸体411的无杆腔一侧设置有第一进气口411-1，第一排气口411-2，第一进气口411-1连接换热单元200，第一排气口411-2连接循环水箱300，输出轴416连接发电装置500；气缸缸体411的有杆腔一侧设置有弹簧413，用于活塞412做功后的复位。
作为优选，可在第一进气口411-1，第一排气口411-2、与气缸缸体411之间设置开关阀421，根据活塞发动机的具体工作状态控制开关阀421的通断，以实现对活塞发动机动作的控制。
具体地，开关阀421可以是机械式开关阀或者电动式开关阀。其中电动式开关阀从原理上讲，较为简单，仅需满足高频通断即可，但是其需要能够承受较高的温度和压力；机械式开关阀，则需要结合本身活塞的运动，彼此之间进行联动，省去了程序控制的频率限制，但其结构上会稍复杂一些。
工作状态下，高压蒸汽由换热单元200经第一进气口411-1进入活塞发动机的无杆腔，推动活塞412做直线运动，活塞412通过曲柄连杆机构415将活塞412的直线运动转化为输出轴416的旋转运动，输出轴416带动发电装置500发电；做功后，弹簧413推动活塞412复位，活塞发动机的无杆腔内的乏气或者汽水混合物经第一排气口411-2进入循环水箱300循环使用。
实施例二
本实施例中，活塞发动机400为双侧进气的活塞发动机420。如图3所示，其在实施例一的基础上，省去弹簧413，同时在气缸缸体411的有杆腔一侧设置有第二进气口411-3，第二排气口411-4，第二进气口411-3连接换热单元200，第二排气口411-4连接循环水箱300，其他结构与实施例一相同，在此不做重复说明和标注。
工作状态下，高压蒸汽由换热单元200经第一进气口411-1进入活塞发动机的无杆腔，推动活塞412做直线运动，活塞412通过曲柄连杆机构415将活塞412的直线运动转化为输出轴416的旋转运动，输出轴416带动发电装置500发电；做功后，高压蒸汽经第二进气口411-3进入活塞发动机的有杆腔，推动活塞412向无杆腔一侧运动，活塞发动机的无杆腔内的乏气或者汽水混合物经第一排气口411-2进入循环水箱300，然后进入下一个循环周期，高压蒸汽经第一进气口411-1进入活塞发动机的无杆腔，推动活塞412做功，活塞发动机有杆腔内的乏气或者汽水混合物经第二排气口411-4进入循环水箱300循环。
作为优选，可在第一进气口411-1，第一排气口411-2、第二进气口411-3，第二排气口411-4与气缸缸体411之间设置开关阀421，根据活塞发动机的具体工作状态控制开关阀421的通断，以实现活塞发动机往复运动的控制；开关阀421可以是机械式开关阀或者电动式开关阀。
本实施例与实施例一相比，其省去了弹簧，通过两侧进气和排气实现了活塞的往复运动，提高了活塞发动机控制的可靠性，并简化了结构。
实施例三
本实施例中，活塞发动机400为水平对置的双缸控制式活塞发动机430。如图4所示，双缸控制式活塞发动机430包括曲柄滑块机构435和相对设置于曲柄滑块机构435两侧的第一气缸和第二气缸。
其中，曲柄滑块机构435为双滑块结构，其包括曲柄435-1，第一滑块435-2、第一连接杆435-3，第二滑块435-4，第二连接杆435-5以及输出轴416；输出轴416穿设于于曲柄435-1的中心，第一连接杆435-3的一端、第二连接杆435-5的一端分别连接于曲柄435-1的两个端面，且连接点分布于输出轴416的两侧，第一连接杆435-3的另一端连接第一滑块435-2、第二连接杆435-5的另一端连接第二滑块435-4。
第一气缸包括：第一气缸缸体431，第一活塞432，第一活塞杆434，第一活塞432安装于第一气缸缸体431内，第一活塞杆434一端连接第一活塞432，另一端伸出第一气缸缸体431并与第一滑块435-2连接；第一气缸缸体431的无杆腔一侧设置有第一进气口411-1，第一排气口411-2，第一进气口411-1连接换热单元200，第一排气口411-2连接循环水箱300。
第二气缸包括：第二气缸缸体437、第二活塞438、第二活塞杆439、第二活塞杆439安装于第二气缸缸体437内，第二活塞杆438一端连接第二活塞438，另一端伸出第二气缸缸体437并与第二滑块435-4连接；第二气缸缸体437的有杆腔一侧设置有第二进气口411-3，第二排气口411-4，第二进气口411-3连接换热单元200，第二排气口411-4连接循环水箱300。
工作状态下，高压蒸汽由换热单元200经第一进气口411-1进入第一气缸的无杆腔，推动第一活塞432做直线运动，第一活塞432通过曲柄连杆机构435将第一活塞432的直线运动转化为输出轴416的旋转运动，输出轴416带动发电装置500发电；做功后，高压蒸汽经第二进气口411-3进入第二气缸的有杆腔，推动第二活塞438向无杆腔一侧运动，第一气缸的无杆腔内的乏气或者汽水混合物经第一排气口411-2进入循环水箱300，第二气缸做功后，高压蒸汽再进入第一气缸继续做功，重复循环，实现输出轴416的连续工作。
说明：在图示结构中，高压蒸汽进入第一气缸做功时，第一活塞杆434带动曲柄滑块机构435的曲柄435-1旋转，曲柄435-1按逆时针方向旋转，在此过程中，曲柄435-1同时带动第二活塞杆439运动，第二活塞杆439带动第二活塞438向曲柄435-1一侧运动，当其旋转到预定角度后，高压蒸汽进入第二气缸做功时，第二活塞438带动第二活塞杆439向远离曲柄435-1一侧运动，曲柄435-1则继续按逆时针方向旋转，此时，第一气缸的无杆腔内的乏气或者汽水混合物经第一排气口411-2进入循环水箱300。即在连续做功过程中，第一气缸进气做功时，第二气缸排气，第二气缸进气做功时，第一气缸排气，以此实现循环做功。
当然，上述说明只是针对具体实施方式中的具体工作过程的一个说明，并不构成对本发明的实现过程和其结构的限制。
作为优选，第一进气口411-1，第一排气口411-2、第二进气口411-3，第二排气口411-4与缸体之间设置有开关阀421，根据活塞发动机的具体工作状态控制开关阀421的通断，以实现活塞发动机往复运动的控制。具体地，开关阀421可以是机械式开关阀或者电动式开关阀。
作为优选，可以将换热单元200内与第一进气口411-1、第二进气口411-3之间通过电磁换向阀连接，将第一排气口411-2、第二排气口411-4通过电磁换向阀与循环水箱300连接，通过电磁换向阀的动作控制即可控制第一气缸和第二气缸的动作，使得活塞发动机的控制更为简单和准确。
在实施例一、二、三、所公开的三种结构中，活塞发动机400的具体结构为气缸带动曲柄连杆的结构，即将活塞的直线往复运动转换为曲柄的旋转运动，然后带动发电装置500发电；除上述结构外，本发明也可以使用直线电机，即发电装置500为直线发电机，将活塞杆直接连接到直线电机，活塞的直线运动直接驱动直线电机发电。这样可进一步简化整体结构。当其使用场景受限不适合上述三种结构的情况下，可以使用以下实施例的结构。具体结构原理如下：
实施例四
在本实施例中，活塞发动机400为单侧进气弹簧复位式活塞发动机410，包括：
气缸缸体411、活塞412、弹簧413、活塞杆414；
其中，所述活塞412安装于气缸缸体411内，活塞杆414一端连接活塞412，另一端伸出气缸缸体411并连接发直线发电机；
气缸缸体411的无杆腔一侧设置有第一进气口411-1，第一排气口411-2，第一进气口411-1连接换热单元200，第一排气口411-2连接循环水箱300，气缸缸体411的有杆腔一侧设置弹簧413，用于活塞412做功后的复位。
实施例五
在本实施例中，活塞发动机400为双侧进气式活塞发动机420，包括：
气缸缸体411、活塞412、活塞杆414；
其中，所述活塞412安装于气缸缸体411内，活塞杆414一端连接活塞412，另一端伸出气缸缸体411并连接直线发电机；
气缸缸体411的无杆腔一侧设置有第一进气口411-1，第一排气口411-2，气缸缸体411的有杆腔一侧设置有第二进气口411-3，第二排气口411-4，第一进气口411-1、第二进气口411-3连接换热单元200，第一排气口411-2、第二排气口411-4连接循环水箱300。
实施例六
在本实施中，活塞发动机400为水平对置的双缸控制式活塞发动机430，包括：
第一气缸、第二气缸；
其中，第一气缸包括第一气缸缸体431，第一活塞432，第一活塞杆434，第一活塞432安装于第一气缸缸体431内，第一活塞杆434一端连接第一活塞432，另一端伸出第一气缸缸体431并与直线发电机一端连接；第一气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口411-1、第一排气口411-2，第一进气口411-1连接换热单元200，第一排气口411-2连接循环水箱300；
第二气缸包括第二气缸缸体437、第二活塞438、第二活塞杆439、第二活塞杆439安装于第二气缸缸体437内，第二活塞杆439一端连接第二活塞438，另一端伸出第二气缸缸体437并与直线发电机另一端连接；第二气缸缸体437的有杆腔一侧设置有第二进气口411-3，第二排气口411-4，第二进气口411-3连接换热单元200，第二排气口411-4连接循环水箱300。
根据上述实施例公开的技术，发电装置的结构的具体选择可以根据工况和使用场景做出最优化的选择。
上述6中结构中，均设置了单组的活塞发动机来驱动发电装置的工作，本发明同样可设置多组活塞发动机来驱动发电装置工作。即，活塞发动机设置为多组，多组发动机同时对应驱动多组曲柄旋转，而多组曲柄安装于同一输出轴，输出轴与发动装置连接。这样可以提高发电装置运行可靠性，同时提高发电效率。
可选地，可以在本发明的图4和图7所示的结构中，在第一气缸的有杆腔和第二气缸的无杆腔连接第一真空泵P1，第二真空泵P2，如图8、图9所示。当第一气缸或者第二气缸做功时，对应的真空泵也同时开始工作，将相应的腔室抽到负压状态。
因为采用的是水蒸汽进行活塞膨胀做功，因此，当背压降低后，即采用抽真空的方法降低排气压力，则做功部分的水蒸汽会有更多的液态水凝结出来，从而产生更多的做功能量，提高整机的发电效率。例如，在第一缸体的有杆腔内的压力为常压时，第一缸体的无杆腔内的蒸汽做功后压力为0.1MPa，而将第一气缸的有杆腔的压力通过真空泵抽到0.005MPa后，两种不同的背压条件，在等熵条件下，0.005MPa背压相比于常压背压，水蒸汽将释放更多的能量，从而将整体的做功效率提高5-8％。
此外，由于本发明中使用循环水来吸收回热器排出的废热，然后推动活塞做功，因此在活塞做功过程中，活塞和缸体之间是不需要添加润滑油和润滑脂的，直接由水润滑即可，因此不需要额外的润滑结构和润滑油供给结构和系统，简化了活塞发动机的结构。
作为本发明的一种优先方案，本发明的微型燃气轮机联合循环系统还可以进一步回收微型燃气轮机的废热。
如图10所示，循环水箱300的水可先经过发热元件700，与发热元件700进行冷热交换，循环水由常温升高到一定温度后再进入上述换热单元200进行换热。
上述发热元件700泛指工作过程中自身温度会升高的各种元件，包括微型燃气轮机100的壳体或者转轴，发电装置500的壳体，以及使用该微型燃气轮机的设备的发热部件等。例如，燃机本体外壳温度为200℃左右，发电装置外壳温度为80℃左右，换热量比较可观，但具体换热量受到如体积，换热管径，流速等一系列因素影响，这里不做详细说明。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种使用该微型燃气轮机联合循环系统的交通工具。上述的循环水可以先对交通工具中的驱动电机，电池组、电器元件所产生的热量先进行回收，后进入换热单元200换热，以回收交工工具的驱动电机、电池组、电器元件所散发的热量，进而进一步提高微型燃气轮机的热效率。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种使用该微型燃气轮机联合循环系统的充电系统。上述的循环水可以先对充电系统中的驱动电机，电池组、电器元件所产生的热量先进行回收，后进入换热单元换热，该充电系统可以是充电车，移动充电站等。
先进微型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控和诊断等一系列先进技术特征，除了分布式发电外，还可用于备用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等，是提供清洁、可靠、高质量、多用途、小型分布式发电及热电联供的最佳方式，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。
微型燃气轮机结构简单且十分紧凑，节省了安装空间，便于快速安装和搬运，可以很好地满足分布式供电的小规模、分散式需求；运动部件少，结构简单紧凑，因而其可靠性好、制造成本与维护成本低；环境适应性好、供电品质高的优点。
微型燃气轮机可用于分布式发电，与中心电站相比，使电站更靠近用户，可靠性更好；对终端用户来说，与其它小型发电装置相比，是一种更好的环保型发电装置，或将成为未来公用事业的基本构成之一，将来可与中心电厂平行运行。
45KW带回热器的微燃机转速为0～80000RPM，燃料为煤油时，油耗量为200g/kWh～500g/kWh；燃料为天然气时，天然气消耗量为0.2m3/kWh～0.5m3/kWh；循环功率输出功率最高可达60KW。45KW不带回热器的微燃机转速为0～80000RPM，燃料为煤油时，油耗量为400g/kWh～900g/kWh；燃料为天然气时，天然气消耗量为0.5m3/kWh～1m3/kWh；循环功率最高可达85KW。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能。

Claims (10)

1.一种微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，包括：微型燃气轮机、换热单元、循环水箱、活塞发动机以及发电装置；
其中，所述微型燃气轮机设置有回热器；所述回热器的排气口与换热单元的进气口连接用于为换热单元提供热源；
所述换热单元的排气口通向大气，换热单元的进水口与循环水箱的出水口连接，换热单元的蒸汽出口与活塞发动机连接用于为活塞发动机提供做功蒸汽；
所述活塞发动机连接发电装置用于带动发电装置发电；
所述循环水箱连接活塞发动机用于回收做功蒸汽做功后转化成的水或水汽混合物。
2.根据权利要求1所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，所述活塞发动机为单侧进气弹簧复位式活塞发动机或双侧进气式活塞发动机或水平对置的双缸控制式活塞发动机；
所述单侧进气弹簧复位式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、弹簧、活塞杆、曲柄滑块机构以及输出轴；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构连接输出轴，输出轴连接发电装置；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱，气缸缸体的有杆腔一侧设置弹簧，用于活塞做功后的复位；
所述双侧进气式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、活塞杆、曲柄滑块机构以及输出轴；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构连接输出轴，输出轴连接发电装置；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第一进气口、第二进气口连接换热单元，第一排气口、第二排气口连接循环水箱；
所述水平对置的双缸控制式活塞发动机包括：
曲柄滑块机构和相对设置于曲柄滑块机构两侧的第一气缸和第二气缸；
其中，曲柄滑块机构为双滑块结构，其包括曲柄、第一滑块、第一连接杆，第二滑块，第二连接杆以及输出轴；输出轴穿设于于曲柄的中心，第一连接的一端、第二连接杆的一端分别连接于曲柄的两个端面，且连接点分布于输出轴的两侧，第一连接杆的另一端连接第一滑块、第二连接杆的另一端连接第二滑块；
第一气缸包括第一气缸缸体，第一活塞，第一活塞杆，第一活塞安装于第一气缸缸体内，第一活塞杆一端连接第一活塞，另一端伸出第一气缸缸体并与第一滑块连接；第一气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口、第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱；
第二气缸包括第二气缸缸体、第二活塞、第二活塞杆、第二活塞杆安装于第二气缸缸体内，第二活塞杆一端连接第二活塞，另一端伸出第二气缸缸体并与第二滑块连接；第二气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第二进气口连接换热单元，第二排气口连接循环水箱。
3.根据权利要求1所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，所述发电装置为直线发电机，所述活塞发动机为单侧进气弹簧复位式活塞发动机或双侧进气式活塞发动机或水平对置的双缸控制式活塞发动机；
所述单侧进气弹簧复位式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、弹簧、活塞杆；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并连接所述直线电机；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱，气缸缸体的有杆腔一侧设置弹簧，用于活塞做功后的复位；
所述双侧进气式活塞发动机包括：
气缸缸体、活塞、活塞杆；
其中，所述活塞安装于气缸缸体内，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出气缸缸体并连接所述直线电机；
气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口，第一排气口，气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第一进气口、第二进气口连接换热单元，第一排气口、第二排气口连接循环水箱；
所述水平对置的双缸控制式活塞发动机包括：
第一气缸、第二气缸；
其中，第一气缸包括第一气缸缸体，第一活塞，第一活塞杆，第一活塞安装于第一气缸缸体内，第一活塞杆一端连接第一活塞，另一端伸出第一气缸缸体并与所述直线电机一端连接；第一气缸缸体的无杆腔一侧设置有第一进气口、第一排气口，第一进气口连接换热单元，第一排气口连接循环水箱；
第二气缸包括第二气缸缸体、第二活塞、第二活塞杆、第二活塞杆安装于第二气缸缸体内，第二活塞杆一端连接第二活塞，另一端伸出第二气缸缸体并与所述直线电机另一端连接；第二气缸缸体的有杆腔一侧设置有第二进气口，第二排气口，第二进气口连接换热单元，第二排气口连接循环水箱。
4.根据权利要求2或3所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，所述第一进气口、第一排气口、第二进气口、第二排气口出设置有开关阀，所述开关阀为机械式开关阀或电动式开关阀。
5.根据权利要求2或3所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，所述活塞发动机为双侧进气式活塞发动机或水平对置的双缸控制式活塞发动机时，所述换热单元与第一进气口、第二进气口之间通过电磁换向阀连接，所述第一排气口、第二排气口通过电磁换向阀与循环水箱连接。
6.根据权利要求2或3所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，所述活塞发动机为水平对置的双缸控制式活塞发动机时，所述第一气缸的有杆腔连接第一真空泵，所述第二气缸的无杆腔连接第二真空泵。
7.根据权利要求1所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，所述活塞发动机设置为多组，多组活塞发动机通过同一输出轴与发电装置连接。
8.根据权利要求1所述的微型燃气轮机的联合循环系统，其特征在于，还包括发热元件，所述循环水箱经过发热元件后与所述换热单元连接。
9.一种交通工具，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的联合循环系统，所述联合循环系统的循环水箱对交通工具中的发热元件所散发的热量回收后连接换热单元。
10.一种充电系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的联合循环系统，所述联合循环系统的循环水箱对充电系统中的发热元件所散发的热量回收后连接换热单元。
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