CN114135354A - 新型回热气体热升压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供新型回热气体热升压系统，属于热驱动气体升压技术领域。外部有被加压介质通道与压缩机连通，压缩机还有被加压介质通道经回热器和高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有被加压介质通道经回热器与自身连通，膨胀机还有被加压介质与外部连通，高温热交换器还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
Description
技术领域：
本发属于热驱动气体升压技术领域。
背景技术：
冷需求、热需求和升压需求，为人类生活与生产当中所常见。早期气体热升压系统中，只有在适当条件下——比如，被加压介质流经膨胀机出口时的温度必须要大于压缩机出口的温度——才能够采用回热手段，以提高系统热能利用率和系统安全性；因此，创建更加灵活的回热手段来降低压缩比(同时也能够降低最高压力值)将具有积极意义。
本发明提出了新型回热气体热升压系统，其回热技术手段的采用不受制于工作介质膨胀过程末端温度必须超过压缩过程末端温度这样的条件限制；该系统能够灵活降低系统最高压力值和压缩比，并保持能源利用的合理化。
发明内容：
本发明主要目的是要提供以热能投入为代价，对气体介质进行升压升温的装置——新型回热气体热升压系统，具体发明内容分项阐述如下：
1.新型回热气体热升压系统，主要由压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与压缩机连通，压缩机还有被加压介质通道经回热器和高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有被加压介质通道经回热器与自身连通，膨胀机还有被加压介质与外部连通，高温热交换器还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
2.新型回热气体热升压系统，主要由双能压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与双能压缩机连通，双能压缩机还有被加压介质通道经回热器和高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有被加压介质通道经回热器与自身连通，膨胀机还有被加压介质与外部连通，高温热交换器还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机连接双能压缩机并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
3.新型回热气体热升压系统，主要由压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与压缩机连通，压缩机还有被加压介质通道经回热器与自身连通，压缩机还有被加压介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有被加压介质通道经回热器与外部连通，高温热交换器还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
4.新型回热气体热升压系统，主要由双能压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与双能压缩机连通，双能压缩机还有被加压介质通道经回热器与自身连通，双能压缩机还有被加压介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有被加压介质通道经回热器与外部连通，高温热交换器还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机连接双能压缩机并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
5.新型回热气体热升压系统，是在第1或第3项所述的新型回热气体热升压系统中，增加动力机，动力机连接压缩机并向压缩机提供动力，形成附加外部动力驱动的新型回热气体热升压系统。
6.新型回热气体热升压系统，是在第2或第4项所述的任一一款新型回热气体热升压系统中，增加动力机，动力机连接双能压缩机并向双能压缩机提供动力，形成附加外部动力驱动的新型回热气体热升压系统。
7.新型回热气体热升压系统，是在第1-4项所述的任一一款新型回热气体热升压系统中，增加工作机，膨胀机连接工作机并向工作机提供动力，形成附加对外提供动力负荷的新型回热气体热升压系统。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的新型回热气体热升压系统第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的新型回热气体热升压系统第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的新型回热气体热升压系统第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的新型回热气体热升压系统第4种原则性热力系统图。
图中，1-压缩机，2-膨胀机，3-回热器，4-高温热交换器，5-双能压缩机。
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所示的新型回热气体热升压系统是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与压缩机1连通，压缩机1还有被加压介质通道经回热器3和高温热交换器4与膨胀机2连通，膨胀机2还有被加压介质通道经回热器3与自身连通，膨胀机2还有被加压介质与外部连通，高温热交换器4还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，被加压介质流经压缩机1升压升温，流经回热器3和高温热交换器4逐步吸热并升温，之后进入膨胀机2降压作功；被加压介质进入膨胀机2降压作功至一定程度之后流经回热器3并放热，进入膨胀机2继续降压作功，之后对外排放；被加压介质通过进出流程提升压力和温度，高温热介质通过高温热交换器4提供驱动热负荷，膨胀机2输出的功提供给压缩机1作动力，形成新型回热气体热升压系统。
图2所示的新型回热气体热升压系统是这样实现的：
(1)结构上，它主要由双能压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与双能压缩机5连通，双能压缩机5还有被加压介质通道经回热器3和高温热交换器4与膨胀机2连通，膨胀机2还有被加压介质通道经回热器3与自身连通，膨胀机2还有被加压介质与外部连通，高温热交换器4还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接双能压缩机5并传输动力。
(2)流程上，被加压介质流经双能压缩机5降速升压，流经回热器3和高温热交换器4逐步吸热并升温，之后进入膨胀机2降压作功；被加压介质进入膨胀机2降压作功至一定程度之后流经回热器3并放热，进入膨胀机2继续降压作功，之后对外排放；被加压介质通过进出流程提升压力和温度，高温热介质通过高温热交换器4提供驱动热负荷，膨胀机2输出的功提供给双能压缩机5作动力，形成新型回热气体热升压系统。
图3所示的新型回热气体热升压系统是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与压缩机1连通，压缩机1还有被加压介质通道经回热器3与自身连通，压缩机1还有被加压介质通道经高温热交换器4与膨胀机2连通，膨胀机2还有被加压介质通道经回热器3与外部连通，高温热交换器4还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，被加压介质进入压缩机1升压升温至一定程度之后流经回热器3并吸热，之后进入压缩机1继续升压升温；压缩机1排放的被加压介质流经高温热交换器4并吸热，流经膨胀机2降压作功，流经回热器3并放热，之后对外排放；被加压介质通过进出流程提升压力和温度，高温热介质通过高温热交换器4提供驱动热负荷，膨胀机2输出的功提供给压缩机1作动力，形成新型回热气体热升压系统。
图4所示的新型回热气体热升压系统是这样实现的：
(1)结构上，它主要由双能压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与双能压缩机5连通，双能压缩机5还有被加压介质通道经回热器3与自身连通，双能压缩机5还有被加压介质通道经高温热交换器4与膨胀机2连通，膨胀机2还有被加压介质通道经回热器3与外部连通，高温热交换器4还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接双能压缩机5并传输动力。
(2)流程上，被加压介质进入双能压缩机5降速升压至一定程度之后流经回热器3并吸热，之后进入双能压缩机5继续升压升温；双能压缩机5排放的被加压介质流经高温热交换器4并吸热，流经膨胀机2降压作功，流经回热器3并放热，之后对外排放；被加压介质通过进出流程提升压力和温度，高温热介质通过高温热交换器4提供驱动热负荷，膨胀机2输出的功提供给双能压缩机5作动力，形成新型回热气体热升压系统。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的新型回热气体热升压系统，具有如下效果和优势：
(1)采用热能实现介质的升压需求，实现能源供需种类的单一化。
(2)灵活并有效降低循环压缩比，有利于提高被加压介质流量和设备选用。
(3)有效降低系统最高压力值，提高系统安全性。
(4)回热方式灵活，回热幅度可控，适应性强。
(5)提供多种技术方案，有利于实现能源合理利用。
(6)在对介质进行升压时，可选择热能与机械能之间的转化，实现热动联供或热动联用。
(7)给出多种具体技术方案，能够应对众多不同的实际状况，适用范围宽；技术措施简单合理，有利于扩展气体热升压系统的应用范围。
Claims (7)
1.新型回热气体热升压系统，主要由压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与压缩机(1)连通，压缩机(1)还有被加压介质通道经回热器(3)和高温热交换器(4)与膨胀机(2)连通，膨胀机(2)还有被加压介质通道经回热器(3)与自身连通，膨胀机(2)还有被加压介质与外部连通，高温热交换器(4)还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
2.新型回热气体热升压系统，主要由双能压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与双能压缩机(5)连通，双能压缩机(5)还有被加压介质通道经回热器(3)和高温热交换器(4)与膨胀机(2)连通，膨胀机(2)还有被加压介质通道经回热器(3)与自身连通，膨胀机(2)还有被加压介质与外部连通，高温热交换器(4)还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接双能压缩机(5)并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
3.新型回热气体热升压系统，主要由压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与压缩机(1)连通，压缩机(1)还有被加压介质通道经回热器(3)与自身连通，压缩机(1)还有被加压介质通道经高温热交换器(4)与膨胀机(2)连通，膨胀机(2)还有被加压介质通道经回热器(3)与外部连通，高温热交换器(4)还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
4.新型回热气体热升压系统，主要由双能压缩机、膨胀机、回热器和高温热交换器所组成；外部有被加压介质通道与双能压缩机(5)连通，双能压缩机(5)还有被加压介质通道经回热器(3)与自身连通，双能压缩机(5)还有被加压介质通道经高温热交换器(4)与膨胀机(2)连通，膨胀机(2)还有被加压介质通道经回热器(3)与外部连通，高温热交换器(4)还有高温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接双能压缩机(5)并传输动力，形成新型回热气体热升压系统。
5.新型回热气体热升压系统，是在权利要求1或权利要求3所述的新型回热气体热升压系统中，增加动力机，动力机连接压缩机(1)并向压缩机(1)提供动力，形成附加外部动力驱动的新型回热气体热升压系统。
6.新型回热气体热升压系统，是在权利要求2或权利要求4所述的任一一款新型回热气体热升压系统中，增加动力机，动力机连接双能压缩机(5)并向双能压缩机(5)提供动力，形成附加外部动力驱动的新型回热气体热升压系统。
7.新型回热气体热升压系统，是在权利要求1-4所述的任一一款新型回热气体热升压系统中，增加工作机，膨胀机(2)连接工作机并向工作机提供动力，形成附加对外提供动力负荷的新型回热气体热升压系统。
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