CN117780463A - 氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，属于热力学与热动技术领域。外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统连通，冷凝器经升压泵和蒸发器与太阳能集热系统连通，太阳能集热系统还有蒸汽通道与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道经膨胀机和回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
Description
技术领域：
本发明属于热力学与热动技术领域。
背景技术：
氢燃料，光热，都可以实现热变功；采用相同或不同的热变功原理，利用不同系统装置，付出相应的建设成本，从而实现氢燃料或光热转换为机械能；显而易见，设法减少热变功装置的数量是有积极意义的。
氢气是高品质和高品位燃料，人们可以采用纯氧助燃以避免任何污染物的产生和排放；受工作原理、工质性质、材料性质、设备等因素所限制，氢气燃烧过程存在较大温差不可逆损失，光热的动力应用价值没有得到充分发挥；深入分析之后发现：传统技术条件下，氢燃料或光热形成的热源温度越高，热源形成或应用过程中的温差不可逆损失就越大。
为提高热效率，必须使循环工质在获得高温热负荷之后形成尽可能高的温度；不过，此时高温膨胀机排放循环工质的温度随之升高、排放热量随之增大，热动系统中的传热温差损失随之增大——这对提升热变功效率带来不利影响。
本着简单、主动、安全、高效地利用能源获得动力的基本原则，本发明给出了氢燃料携同光热共同提供驱动热负荷，流程合理，结构简单，系统性温差不可逆损失小，具有合理的热力学完善度和高性价比的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统连通，冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与太阳能集热系统连通，太阳能集热系统还有蒸汽通道与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有低压蒸汽通道经回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机和升压泵并传输动力。
2.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统连通，冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与太阳能集热系统连通，太阳能集热系统还有蒸汽通道与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道经回热器与自身连通之后膨胀机再有低压蒸汽通道与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机和升压泵并传输动力。
3.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道经第二回热器与太阳能集热系统连通，冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经第二回热器与太阳能集热系统连通，太阳能集热系统还有蒸汽通道与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有低压蒸汽通道经第二回热器和回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机和升压泵并传输动力。
4.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道经第二回热器与太阳能集热系统连通，冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经第二回热器与太阳能集热系统连通，太阳能集热系统还有蒸汽通道与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道经第二回热器与自身连通之后膨胀机再有低压蒸汽通道经回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机和升压泵并传输动力。
5.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二升压泵和低温回热器，将冷凝器有冷凝液管路与升压泵连通调整为冷凝器有冷凝液管路经第二升压泵与低温回热器连通，压缩机增设抽汽通道与低温回热器连通，低温回热器再有冷凝液管路与升压泵连通，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
6.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在第1、3、4项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将回热器有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为回热器有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，将第二膨胀机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为第二膨胀机有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，将蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通调整为第二蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通，将冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经升压泵与第二蒸发器连通之后第二蒸发器再有湿蒸汽通道经扩压管与蒸发器连通，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
7.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在第2项所述的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将膨胀机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为膨胀机有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，将第二膨胀机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为第二膨胀机有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，将蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通调整为第二蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通，将冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经升压泵与第二蒸发器连通之后第二蒸发器再有湿蒸汽通道经扩压管与蒸发器连通，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
8.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在第1—7项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机并取代膨胀机，增加第二膨胀增速机并取代第二膨胀机，增加双能压缩机并取代压缩机，增加新增扩压管并取代升压泵，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第4种原则性热力系统图。
图5是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第5种原则性热力系统图。
图6是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第6种原则性热力系统图。
图7是依据本发明所提供的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置第7种原则性热力系统图。
图中，1-膨胀机，2-第二膨胀机，3-压缩机，4-升压泵，5-回热器，6-冷凝器，7-蒸发器，8-太阳能集热系统，9-燃烧室，10-第二回热器，11-第二升压泵，12-低温回热器，13-第二蒸发器，14-扩压管；A-膨胀增速机，B-第二膨胀增速机，C-双能压缩机，D-新增扩压管。
※关于光热和太阳能集热系统，这里给出如下简要说明：
(1)本发明申请中的太阳能集热系统，又称太阳能供热系统，是指利用集热器将太阳辐射能转换成高温热能(简称光热)，能够用来向热力循环系统提供驱动热负荷的供热系统；其主要由集热器及相关必要辅助设施构成。
(2)太阳能集热系统的类型，包括但不限于：①聚光型太阳能集热系统，当前主要有槽式、塔式和蝶式三种系统；②非聚光型太阳能集热系统，有太阳池、太阳能烟筒等系统。
(3)太阳能集热系统的供热方式，当前主要有两种：①将太阳能转换成的高温热能直接提供给流经太阳能集热系统的循环工质；②将太阳能转换成的高温热能，首先提供给自身循环回路工作介质，然后由工作介质通过热交换器提供给流经太阳能集热系统的循环工质。
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所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室9连通，外部还有氧气通道与燃烧室9连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统8连通，冷凝器6有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与太阳能集热系统8连通，太阳能集热系统8还有蒸汽通道与燃烧室9连通，燃烧室9还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有低压蒸汽通道经回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3并传输动力。
(2)流程上，外部压力较高的氢气和氧气进入燃烧室9燃烧，生成高温高压水蒸气；蒸发器7排放的一部分低压蒸汽进入压缩机3升压升温，至一定程度之后分成两路——第一路流经回热器5吸热升温和流经第二膨胀机2降压作功之后提供给蒸发器7，第二路继续升压升温之后进入太阳能集热系统8吸热升温；冷凝器6排放的一部分冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器7吸热升温和汽化，之后进入太阳能集热系统8吸热升温；太阳能集热系统8排放的蒸汽进入燃烧室9，与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室9排放的蒸汽流经膨胀机1降压作功，流经回热器5放热降温，之后提供给蒸发器7；回热器5和第二膨胀机2排放的低压蒸汽流经蒸发器7放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机3升压升温，第二路进入冷凝器6放热冷凝；冷凝器6的冷凝水分成两路——第一路提供给升压泵4，第二路对外排放；太阳能通过太阳能集热系统8提供驱动热负荷，氢燃料通过燃烧室9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器6带走低温热负荷；膨胀机1和第二膨胀机2输出的功提供给压缩机3和外部作动力，或膨胀机1和第二膨胀机2输出的功提供给压缩机3、升压泵4和外部作动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
图2所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室9连通，外部还有氧气通道与燃烧室9连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统8连通，冷凝器6有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与太阳能集热系统8连通，太阳能集热系统8还有蒸汽通道与燃烧室9连通，燃烧室9还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有蒸汽通道经回热器5与自身连通之后膨胀机1再有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：燃烧室9排放的蒸汽进入膨胀机1降压作功，至一定程度之后流经回热器5放热降温，进入膨胀机1继续降压作功，再之后提供给蒸发器7，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
图3所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室9连通，外部还有氧气通道与燃烧室9连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道经第二回热器10与太阳能集热系统8连通，冷凝器6有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道经第二回热器10与太阳能集热系统8连通，太阳能集热系统8还有蒸汽通道与燃烧室9连通，燃烧室9还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有低压蒸汽通道经第二回热器10和回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器7和压缩机3排放的高压蒸汽流经第二回热器10吸热升温，之后进入太阳能集热系统8吸热升温；膨胀机1排放的低压蒸汽流经第二回热器10、回热器5和蒸发器7逐步放热降温，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
图4所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室9连通，外部还有氧气通道与燃烧室9连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道经第二回热器10与太阳能集热系统8连通，冷凝器6有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道经第二回热器10与太阳能集热系统8连通，太阳能集热系统8还有蒸汽通道与燃烧室9连通，燃烧室9还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有蒸汽通道经第二回热器10与自身连通之后膨胀机1再有低压蒸汽通道经回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器7和压缩机3排放的高压蒸汽流经第二回热器10吸热升温，之后进入太阳能集热系统8吸热升温；燃烧室9排放的蒸汽进入膨胀机1降压作功，至一定程度之后流经第二回热器10放热降温，然后进入膨胀机1继续降压作功，再之后流经回热器5放热降温和提供给蒸发器7，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
图5所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二升压泵和低温回热器，将冷凝器6有冷凝液管路与升压泵4连通调整为冷凝器6有冷凝液管路经第二升压泵11与低温回热器12连通，压缩机3增设抽汽通道与低温回热器12连通，低温回热器12再有冷凝液管路与升压泵4连通。
(2)流程上，与图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器6排放的一部分冷凝液流经第二升压泵11升压之后进入低温回热器12，与来自压缩机3的抽汽混合、吸热和升温，抽汽放热成冷凝液；低温回热器12的冷凝液流经升压泵4升压，之后进入蒸发器7吸热升温和汽化；回热器5和第二膨胀机2排放的低压蒸汽流经蒸发器7放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机3升压升温，第二路进入冷凝器6放热冷凝；低压蒸汽进入压缩机3升压升温，至一定程度之后分成两路——第一路提供给低温回热器12，第二路继续升压升温之后再分成两路——第一路提供给回热器5和第二路进入燃烧室9，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
图6所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将回热器5有低压蒸汽通道与蒸发器7连通调整为回热器5有低压蒸汽通道经蒸发器7与第二蒸发器13连通，将第二膨胀机2有低压蒸汽通道与蒸发器7连通调整为第二膨胀机2有低压蒸汽通道经蒸发器7与第二蒸发器13连通，将蒸发器7有低压蒸汽通道分别与压缩机3和冷凝器6连通调整为第二蒸发器13有低压蒸汽通道分别与压缩机3和冷凝器6连通，将冷凝器6有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器7连通调整为冷凝器6有冷凝液管路经升压泵4与第二蒸发器13连通之后第二蒸发器13再有湿蒸汽通道经扩压管14与蒸发器7连通。
(2)流程上，与图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器6排放的一部分冷凝液流经升压泵4升压，流经第二蒸发器13吸热升温、部分汽化并增速，流经扩压管14降速升压，之后进入蒸发器7吸热汽化；回热器5和第二膨胀机2排放的低压蒸汽流经蒸发器7和第二蒸发器13逐步放热降温，之后分别进入压缩机3升压升温和进入冷凝器6放热冷凝，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
图7示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机A并取代膨胀机1，增加第二膨胀增速机B并取代第二膨胀机2，增加双能压缩机C并取代压缩机3，增加新增扩压管D并取代升压泵4。
(2)流程上，与图1所示的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器7排放的一部分低压蒸汽进入双能压缩机C升压升温并降速，至一定程度之后分成两路——第一路流经回热器5吸热升温和流经第二膨胀增速机B降压作功并增速之后提供给蒸发器7，第二路继续升压升温之后进入太阳能集热系统8吸热升温；冷凝器6排放的一部分冷凝液流经新增扩压管D降速升压，流经蒸发器7吸热升温和汽化，之后进入太阳能集热系统8吸热升温；太阳能集热系统8排放的蒸汽进入燃烧室9，与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室9排放的蒸汽流经膨胀增速机A降压作功并降速，流经回热器5放热降温，之后提供给蒸发器7；回热器5和第二膨胀增速机B排放的低压蒸汽流经蒸发器7放热降温，之后分成两路——第一路进入双能压缩机C升压升温并降速，第二路进入冷凝器6放热冷凝；膨胀增速机A和第二膨胀增速机B输出的功提供给双能压缩机C和外部作动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，具有如下效果和优势：
(1)氢能与光热，共用一体化热变功系统，不同驱动能源的热变功系统合二为一，节省热变功体系建设成本，性价比高。
(2)氢能与光热之间，实现跨类型、跨品位携同，热力学完善度高。
(3)高水平发挥光热动力应用价值，减少氢能提供驱动热负荷过程温差不可逆损失，显著提升氢能转换为机械能的利用价值。
(4)水蒸气为循环工质，氢气为燃料，氢氧燃烧生产高温蒸汽而成为循环工质的组成部分；燃料燃烧产物与循环工质性质一致，燃烧产物分离过程简单。
(5)投入能源提供驱动热负荷环节，温差损失小，热力学完善度高。
(6)驱动热负荷在单工质联合循环中实现分级利用，显著降低温差不可逆损失，热变功效率及热力学完善度高。
(7)气体(蒸汽)工质之间回热环节温差利用程度高，提升热变功效率。
(8)气体(蒸汽)工质与液体工质之间的回热环节，气体工质流量大且温度变化区间相对较窄，有利于降低温差不可逆损失，提升热变功效率。
(9)光热可用于或有助于降低联合循环升压比提升循环工质流量，有利于构建大负荷氢能携同光热联合循环蒸汽动力装置。
(10)利用工质特性，采用简单技术手段显著提升传热过程温差利用水平，提高热效率。
(11)提供多种回热技术手段，有效提升装置在功率、热效率、升压比等方面的协调性。
(12)结构简单，流程合理，方案丰富；提升能源合理利用水平，有利于扩展氢能携同光热联合循环蒸汽动力装置的应用范围。
Claims (8)
1.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室(9)连通，外部还有氧气通道与燃烧室(9)连通，压缩机(3)有第一蒸汽通道经回热器(5)与第二膨胀机(2)连通，第二膨胀机(2)还有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通，压缩机(3)还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统(8)连通，冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通之后蒸发器(7)再有蒸汽通道与太阳能集热系统(8)连通，太阳能集热系统(8)还有蒸汽通道与燃烧室(9)连通，燃烧室(9)还有蒸汽通道与膨胀机(1)连通，膨胀机(1)还有低压蒸汽通道经回热器(5)与蒸发器(7)连通，蒸发器(7)还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机(3)连通和第二路与冷凝器(6)连通，冷凝器(6)还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器(6)还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机(1)连接压缩机(3)并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机(1)连接压缩机(3)和升压泵(4)并传输动力。
2.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室(9)连通，外部还有氧气通道与燃烧室(9)连通，压缩机(3)有第一蒸汽通道经回热器(5)与第二膨胀机(2)连通，第二膨胀机(2)还有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通，压缩机(3)还有第二蒸汽通道与太阳能集热系统(8)连通，冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通之后蒸发器(7)再有蒸汽通道与太阳能集热系统(8)连通，太阳能集热系统(8)还有蒸汽通道与燃烧室(9)连通，燃烧室(9)还有蒸汽通道与膨胀机(1)连通，膨胀机(1)还有蒸汽通道经回热器(5)与自身连通之后膨胀机(1)再有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通，蒸发器(7)还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机(3)连通和第二路与冷凝器(6)连通，冷凝器(6)还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器(6)还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机(1)连接压缩机(3)并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机(1)连接压缩机(3)和升压泵(4)并传输动力。
3.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室(9)连通，外部还有氧气通道与燃烧室(9)连通，压缩机(3)有第一蒸汽通道经回热器(5)与第二膨胀机(2)连通，第二膨胀机(2)还有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通，压缩机(3)还有第二蒸汽通道经第二回热器(10)与太阳能集热系统(8)连通，冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通之后蒸发器(7)再有蒸汽通道经第二回热器(10)与太阳能集热系统(8)连通，太阳能集热系统(8)还有蒸汽通道与燃烧室(9)连通，燃烧室(9)还有蒸汽通道与膨胀机(1)连通，膨胀机(1)还有低压蒸汽通道经第二回热器(10)和回热器(5)与蒸发器(7)连通，蒸发器(7)还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机(3)连通和第二路与冷凝器(6)连通，冷凝器(6)还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器(6)还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机(1)连接压缩机(3)并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机(1)连接压缩机(3)和升压泵(4)并传输动力。
4.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、太阳能集热系统、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室(9)连通，外部还有氧气通道与燃烧室(9)连通，压缩机(3)有第一蒸汽通道经回热器(5)与第二膨胀机(2)连通，第二膨胀机(2)还有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通，压缩机(3)还有第二蒸汽通道经第二回热器(10)与太阳能集热系统(8)连通，冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通之后蒸发器(7)再有蒸汽通道经第二回热器(10)与太阳能集热系统(8)连通，太阳能集热系统(8)还有蒸汽通道与燃烧室(9)连通，燃烧室(9)还有蒸汽通道与膨胀机(1)连通，膨胀机(1)还有蒸汽通道经第二回热器(10)与自身连通之后膨胀机(1)再有低压蒸汽通道经回热器(5)与蒸发器(7)连通，蒸发器(7)还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机(3)连通和第二路与冷凝器(6)连通，冷凝器(6)还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器(6)还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机(1)连接压缩机(3)并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机(1)连接压缩机(3)和升压泵(4)并传输动力。
5.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-4所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二升压泵和低温回热器，将冷凝器(6)有冷凝液管路与升压泵(4)连通调整为冷凝器(6)有冷凝液管路经第二升压泵(11)与低温回热器(12)连通，压缩机(3)增设抽汽通道与低温回热器(12)连通，低温回热器(12)再有冷凝液管路与升压泵(4)连通，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
6.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1、3、4所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将回热器(5)有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通调整为回热器(5)有低压蒸汽通道经蒸发器(7)与第二蒸发器(13)连通，将第二膨胀机(2)有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通调整为第二膨胀机(2)有低压蒸汽通道经蒸发器(7)与第二蒸发器(13)连通，将蒸发器(7)有低压蒸汽通道分别与压缩机(3)和冷凝器(6)连通调整为第二蒸发器(13)有低压蒸汽通道分别与压缩机(3)和冷凝器(6)连通，将冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通调整为冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与第二蒸发器(13)连通之后第二蒸发器(13)再有湿蒸汽通道经扩压管(14)与蒸发器(7)连通，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
7.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求2所述的氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将膨胀机(1)有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通调整为膨胀机(1)有低压蒸汽通道经蒸发器(7)与第二蒸发器(13)连通，将第二膨胀机(2)有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通调整为第二膨胀机(2)有低压蒸汽通道经蒸发器(7)与第二蒸发器(13)连通，将蒸发器(7)有低压蒸汽通道分别与压缩机(3)和冷凝器(6)连通调整为第二蒸发器(13)有低压蒸汽通道分别与压缩机(3)和冷凝器(6)连通，将冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通调整为冷凝器(6)有冷凝液管路经升压泵(4)与第二蒸发器(13)连通之后第二蒸发器(13)再有湿蒸汽通道经扩压管(14)与蒸发器(7)连通，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
8.氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-7所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机(A)并取代膨胀机(1)，增加第二膨胀增速机(B)并取代第二膨胀机(2)，增加双能压缩机(C)并取代压缩机(3)，增加新增扩压管(D)并取代升压泵(4)，形成氢燃料携同光热联合循环蒸汽动力装置。
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