CN117869027A - 能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能源携同燃气‑蒸汽联合循环动力装置，属于热力学与热动技术领域。外部有空气通道经第二压缩机、热源热交换器和第三压缩机与燃烧室连通，外部有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道经燃气轮机和中间热交换器与外部连通，冷凝器经升压泵和蒸发器与中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机有低压蒸汽通道经蒸发器之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气‑蒸汽联合循环动力装置。
Description
技术领域：
本发明属于热力学与热动技术领域。
背景技术：
燃料和以工业余热为代表的常规热资源，都可以实现热变功；采用相同或不同的热变功原理，构建不同的系统装置，付出相应的建设成本，从而实现燃料或常规热资源转换为机械能；显而易见，设法减少热变功装置的数量是有积极意义的。
燃料燃烧所形成燃气的温度高低直接决定着热变功效率；受工作原理、工质性质、材料性质和设备制造水平等某一或多个因素所限制，燃料燃烧过程存在温差不可逆损失。
以工业余热为代表的不同品位热资源，尤其是中温或高温常规热资源，其热变功效率存在着较大的提升空间；但在传统技术条件下，常规热资源的热效率难以获得突破性提升。
本着简单、主动、安全、高效地利用能源获得动力的原则，本发明给出了燃料携同常规热资源提供驱动热负荷，衔接灵活，流程合理，结构简单，热力学完善度高，显著提升两类能源动力应用价值，建设成本低和性价比高的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机和燃烧室所组成；外部有空气通道经第二压缩机和热源热交换器与第三压缩机连通，第三压缩机还有空气通道与燃烧室连通，外部还有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道经燃气轮机和中间热交换器与外部连通，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中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
2.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机和热源热交换器与第三压缩机连通，第三压缩机还有空气通道经高温回热器与燃烧室连通，外部还有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通，燃气轮机还有燃气通道经高温回热器和中间热交换器与外部连通，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中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
3.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机、热源热交换器和高温回热器与第三压缩机连通，第三压缩机还有空气通道与燃烧室连通，外部还有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通，燃气轮机还有燃气通道经高温回热器和中间热交换器与外部连通，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中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
4.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机、高温回热器和热源热交换器与第三压缩机连通，第三压缩机还有空气通道与燃烧室连通，外部还有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通，燃气轮机还有燃气通道经高温回热器和中间热交换器与外部连通，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中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
5.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道与第二压缩机连通之后第二压缩机再有空气通道经高温回热器与自身连通，第二压缩机还有空气通道经热源热交换器与第三压缩机连通，第三压缩机还有空气通道与燃烧室连通，外部还有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通，燃气轮机还有燃气通道经高温回热器和中间热交换器与外部连通，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中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
6.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室、高温回热器和第二高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机、热源热交换器和高温回热器与第三压缩机连通，第三压缩机还有空气通道经第二高温回热器与燃烧室连通，外部还有燃料通道与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通，燃气轮机还有燃气通道经第二高温回热器、高温回热器和中间热交换器与外部连通，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中间热交换器连通，压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通，中间热交换器还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，燃气轮机连接第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
7.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第2-5项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将燃气轮机有燃气通道经高温回热器和中间热交换器与外部连通调整为燃气轮机有燃气通道经高温回热器与自身连通之后燃气轮机再有燃气通道经中间热交换器与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
8.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第6项所述的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将燃气轮机有燃气通道经第二高温热交换器、高温回热器和中间热交换器与外部连通调整为燃气轮机有燃气通道经第二高温回热器与自身连通之后燃气轮机再有燃气通道经高温回热器和中间热交换器与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
9.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-8项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，蒸发器增设燃气通道与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
10.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-9项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加中温回热器，将蒸发器有蒸汽通道与中间热交换器连通调整为蒸发器有蒸汽通道经中温回热器与中间热交换器连通，将压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通调整为压缩机有蒸汽通道经中温回热器与中间热交换器连通，将汽轮机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为汽轮机有低压蒸汽通道经中温回热器与蒸发器连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
11.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-9项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加中温回热器，将蒸发器有蒸汽通道与中间热交换器连通调整为蒸发器有蒸汽通道经中温回热器与中间热交换器连通，将压缩机有蒸汽通道与中间热交换器连通调整为压缩机有蒸汽通道经中温回热器与中间热交换器连通，将汽轮机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为汽轮机有蒸汽通道经中温回热器与自身连通之后汽轮机再有低压蒸汽通道与蒸发器连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
12.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-11项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，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，压缩机设置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，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
13.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-12项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将中间热交换器有蒸汽通道与汽轮机连通，调整为中间热交换器有蒸汽通道经热源热交换器与汽轮机连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
14.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-13项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加膨胀增速机并取代汽轮机，增加双能压缩机并取代压缩机，增加扩压管并取代升压泵，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
15.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在第1-14项所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，中间热交换器增设热源介质通道与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽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能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置第13种原则性热力系统图。
图14是依据本发明所提供的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置第14种原则性热力系统图。
图中，1-汽轮机，2-压缩机，3-升压泵，4-冷凝器，5-蒸发器，6-中间热交换器，7-第二压缩机，8-燃气轮机，9-热源热交换器，10-第三压缩机，11-燃烧室，12-高温回热器，13-第二高温回热器，14-中温回热器，15-第二升压泵，16-低温回热器，17-膨胀增速机，18-双能压缩机，19-扩压管。
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所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机和燃烧室所组成；外部有空气通道经第二压缩机7和热源热交换器9与第三压缩机10连通，第三压缩机10还有空气通道与燃烧室11连通，外部还有燃料通道与燃烧室11连通，燃烧室11还有燃气通道经燃气轮机8和中间热交换器6与外部连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与中间热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通，中间热交换器6还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通，冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器9还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力，燃气轮机8连接第二压缩机7和第三压缩机10并传输动力。
(2)流程上，外部空气流经第二压缩机7升压升温，流经热源热交换器9吸热升温，流经第三压缩机10升压升温，之后进入燃烧室11；外部燃料进入燃烧室11，与来自第三压缩机10的空气混合并燃烧成高温高压燃气；燃烧室11排放的燃气流经燃气轮机8降压作功，流经中间热交换器6放热降温，之后对外排放；冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，之后进入中间热交换器6吸热升温，压缩机2排放的蒸汽进入中间热交换器6吸热升温；中间热交换器6排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热并冷凝；热源介质通过热源热交换器9和燃料通过燃烧室11共同提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器4带走低温热负荷，空气和燃气通过进出流程带走排放热负荷；汽轮机1和燃气轮机8输出的功提供给压缩机2、第二压缩机7、第三压缩机10和外部作动力，或汽轮机1和燃气轮机8输出的功提供给压缩机2、升压泵3、第二压缩机7、第三压缩机10和外部作动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图2所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机7和热源热交换器9与第三压缩机10连通，第三压缩机10还有空气通道经高温回热器12与燃烧室11连通，外部还有燃料通道与燃烧室11连通，燃烧室11还有燃气通道与燃气轮机8连通，燃气轮机8还有燃气通道经高温回热器12和中间热交换器6与外部连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与中间热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通，中间热交换器6还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通，冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器9还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力，燃气轮机8连接第二压缩机7和第三压缩机10并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：第三压缩机10排放的空气流经高温回热器12吸热升温，之后进入燃烧室11参与燃烧；燃气轮机8排放的燃气流经高温回热器12和中间热交换器6逐步放热降温，之后对外排放，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图3所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机7、热源热交换器9和高温回热器12与第三压缩机10连通，第三压缩机10还有空气通道与燃烧室11连通，外部还有燃料通道与燃烧室11连通，燃烧室11还有燃气通道与燃气轮机8连通，燃气轮机8还有燃气通道经高温回热器12和中间热交换器6与外部连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与中间热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通，中间热交换器6还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通，冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器9还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力，燃气轮机8连接第二压缩机7和第三压缩机10并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：第二压缩机7排放的空气流经热源热交换器9和高温回热器12逐步吸热升温，之后进入第三压缩机10升压升温；燃气轮机8排放的燃气流经高温回热器12和中间热交换器6逐步放热降温，之后对外排放，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图4所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机7、高温回热器12和热源热交换器9与第三压缩机10连通，第三压缩机10还有空气通道与燃烧室11连通，外部还有燃料通道与燃烧室11连通，燃烧室11还有燃气通道与燃气轮机8连通，燃气轮机8还有燃气通道经高温回热器12和中间热交换器6与外部连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与中间热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通，中间热交换器6还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通，冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器9还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力，燃气轮机8连接第二压缩机7和第三压缩机10并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：第二压缩机7排放的空气流经高温回热器12和热源热交换器9逐步吸热升温，之后进入第三压缩机10升压升温；燃气轮机8排放的燃气流经高温回热器12和中间热交换器6逐步放热降温，之后对外排放，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图5所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道与第二压缩机7连通之后第二压缩机7再有空气通道经高温回热器12与自身连通，第二压缩机7还有空气通道经热源热交换器9与第三压缩机10连通，第三压缩机10还有空气通道与燃烧室11连通，外部还有燃料通道与燃烧室11连通，燃烧室11还有燃气通道与燃气轮机8连通，燃气轮机8还有燃气通道经高温回热器12和中间热交换器6与外部连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与中间热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通，中间热交换器6还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通，冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器9还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力，燃气轮机8连接第二压缩机7和第三压缩机10并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气进入第二压缩机7升压升温，至一定程度之后流经高温回热器12吸热升温，进入第二压缩机7继续升压升温，之后提供给热源热交换器9；燃气轮机8排放的燃气流经高温回热器12和中间热交换器6逐步放热降温，之后对外排放，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图6所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室、高温回热器和第二高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机7、热源热交换器9和高温回热器12与第三压缩机10连通，第三压缩机10还有空气通道经第二高温回热器13与燃烧室11连通，外部还有燃料通道与燃烧室11连通，燃烧室11还有燃气通道与燃气轮机8连通，燃气轮机8还有燃气通道经第二高温回热器13、高温回热器12和中间热交换器6与外部连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与中间热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通，中间热交换器6还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通，冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器9还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力，燃气轮机8连接第二压缩机7和第三压缩机10并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：第二压缩机7排放的空气流经热源热交换器9和高温回热器12逐步吸热升温，流经第三压缩机10升压升温，流经第二高温回热器13吸热升温，之后进入燃烧室11参与燃烧；燃气轮机8排放的燃气流经第二高温回热器13、高温回热器12和中间热交换器6逐步放热降温，之后对外排放，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图7所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图2所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将燃气轮机8有燃气通道经高温回热器12和中间热交换器6与外部连通调整为燃气轮机8有燃气通道经高温回热器12与自身连通之后燃气轮机8再有燃气通道经中间热交换器6与外部连通。
(2)流程上，与图2所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：燃烧室11排放燃气进入燃气轮机8降压作功，至一定程度之后流经高温回热器12放热降温，进入燃气轮机8继续降压作功，再之后流经中间热交换器6放热降温和对外排放，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图8所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，蒸发器5增设燃气通道与外部连通；冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压之后进入蒸发器5，同时吸收来自汽轮机1的低压蒸汽和来自中间热交换器6排放的燃气中的热量，升温和汽化，之后提供给中间热交换器6，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图9所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加中温回热器，将蒸发器5有蒸汽通道与中间热交换器6连通调整为蒸发器5有蒸汽通道经中温回热器14与中间热交换器6连通，将压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通调整为压缩机2有蒸汽通道经中温回热器14与中间热交换器6连通，将汽轮机1有低压蒸汽通道与蒸发器5连通调整为汽轮机1有低压蒸汽通道经中温回热器14与蒸发器5连通。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，流经中温回热器14继续吸热，之后进入中间热交换器6吸热升温；压缩机2排放的蒸汽流经中温回热器14吸热升温，之后进入中间热交换器6吸热升温；中间热交换器6排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经中温回热器14和蒸发器5逐步放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热并冷凝，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图10所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加中温回热器，将蒸发器5有蒸汽通道与中间热交换器6连通调整为蒸发器5有蒸汽通道经中温回热器14与中间热交换器6连通，将压缩机2有蒸汽通道与中间热交换器6连通调整为压缩机2有蒸汽通道经中温回热器14与中间热交换器6连通，将汽轮机1有低压蒸汽通道与蒸发器5连通调整为汽轮机1有蒸汽通道经中温回热器14与自身连通之后汽轮机1再有低压蒸汽通道与蒸发器5连通。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，流经中温回热器14继续吸热，之后进入中间热交换器6吸热升温；压缩机2排放的蒸汽流经中温回热器14吸热升温，之后进入中间热交换器6吸热升温；中间热交换器6排放的蒸汽进入汽轮机1降压作功，至一定程度之后流经中温回热器14放热降温，再之后进入汽轮机1继续降压作功；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热并冷凝，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图11所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加第二升压泵和低温回热器，将冷凝器4有冷凝液管路与升压泵3连通调整为冷凝器4有冷凝液管路经第二升压泵15与低温回热器16连通，压缩机2设置抽汽通道与低温回热器16连通，低温回热器16再有冷凝液管路与升压泵3连通。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4排放的冷凝液流经第二升压泵15升压之后进入低温回热器16，与来自压缩机2的抽汽混合、吸热和升温，抽汽放热成冷凝液；低温回热器16的冷凝液流经升压泵3升压，之后进入蒸发器5吸热升温和汽化；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热并冷凝；低压蒸汽进入压缩机2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16，第二路继续升压升温之后进入中间热交换器6，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图12所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将中间热交换器6有蒸汽通道与汽轮机1连通调整为中间热交换器6有蒸汽通道经热源热交换器9与汽轮机1连通；中间热交换器6排放的蒸汽流经热源热交换器9吸热升温，之后进入汽轮机1降压作功，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图13所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加膨胀增速机17并取代汽轮机1，增加双能压缩机18并取代压缩机2，增加扩压管19并取代升压泵3。
(2)流程上，与图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4的冷凝液流经扩压管19降速升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，之后进入中间热交换器6吸热升温，双能压缩机18排放的蒸汽进入中间热交换器6吸热升温；中间热交换器6排放的蒸汽流经膨胀增速机17降压作功并增速，膨胀增速机17排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入双能压缩机18升压升温并降速，第二路进入冷凝器4放热并冷凝；膨胀增速机17和燃气轮机8输出的功提供给第二压缩机7、第三压缩机10、双能压缩机18和外部作动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
图13所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置是这样实现的：
在图1所示的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，中间热交换器6增设热源介质通道与外部连通；热源介质通过热源热交换器9和中间热交换器6提供驱动热负荷，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，具有如下效果和优势：
(1)燃料和常规热资源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)燃料和常规热资源提供驱动热负荷环节，热力学完善度高。
(3)燃料和不同温度品位的常规热资源之间，衔接灵活，适应性好；有利于降低燃料燃烧过程中的温差不可逆损失，提高热力学完善度。
(4)常规热资源可用于或有助于降低顶部循环系统升压比，提升气体循环工质流量，有利于构建大负荷能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
(5)高水平发挥常规热资源的动力应用价值，减少燃料提供驱动热负荷过程中的温差不可逆损失。
(6)驱动热负荷在燃气-蒸汽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)提供多种回热技术手段，有效提升装置在负荷、性能指数、升压比等方面的协调性。
(8)结构简单，流程合理，方案丰富；提升能源合理利用水平，有利于扩展能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
Claims (15)
1.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机和燃烧室所组成；外部有空气通道经第二压缩机(7)和热源热交换器(9)与第三压缩机(10)连通，第三压缩机(10)还有空气通道与燃烧室(11)连通，外部还有燃料通道与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有燃气通道经燃气轮机(8)和中间热交换器(6)与外部连通，冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，中间热交换器(6)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通，冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(9)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，燃气轮机(8)连接第二压缩机(7)和第三压缩机(10)并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
2.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机(7)和热源热交换器(9)与第三压缩机(10)连通，第三压缩机(10)还有空气通道经高温回热器(12)与燃烧室(11)连通，外部还有燃料通道与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有燃气通道与燃气轮机(8)连通，燃气轮机(8)还有燃气通道经高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通，冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，中间热交换器(6)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通，冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(9)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，燃气轮机(8)连接第二压缩机(7)和第三压缩机(10)并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
3.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机(7)、热源热交换器(9)和高温回热器(12)与第三压缩机(10)连通，第三压缩机(10)还有空气通道与燃烧室(11)连通，外部还有燃料通道与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有燃气通道与燃气轮机(8)连通，燃气轮机(8)还有燃气通道经高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通，冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，中间热交换器(6)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通，冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(9)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，燃气轮机(8)连接第二压缩机(7)和第三压缩机(10)并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
4.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机(7)、高温回热器(12)和热源热交换器(9)与第三压缩机(10)连通，第三压缩机(10)还有空气通道与燃烧室(11)连通，外部还有燃料通道与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有燃气通道与燃气轮机(8)连通，燃气轮机(8)还有燃气通道经高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通，冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，中间热交换器(6)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通，冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(9)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，燃气轮机(8)连接第二压缩机(7)和第三压缩机(10)并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
5.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室和高温回热器所组成；外部有空气通道与第二压缩机(7)连通之后第二压缩机(7)再有空气通道经高温回热器(12)与自身连通，第二压缩机(7)还有空气通道经热源热交换器(9)与第三压缩机(10)连通，第三压缩机(10)还有空气通道与燃烧室(11)连通，外部还有燃料通道与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有燃气通道与燃气轮机(8)连通，燃气轮机(8)还有燃气通道经高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通，冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，中间热交换器(6)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通，冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(9)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，燃气轮机(8)连接第二压缩机(7)和第三压缩机(10)并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
6.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、中间热交换器、第二压缩机、燃气轮机、热源热交换器、第三压缩机、燃烧室、高温回热器和第二高温回热器所组成；外部有空气通道经第二压缩机(7)、热源热交换器(9)和高温回热器(12)与第三压缩机(10)连通，第三压缩机(10)还有空气通道经第二高温回热器(13)与燃烧室(11)连通，外部还有燃料通道与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有燃气通道与燃气轮机(8)连通，燃气轮机(8)还有燃气通道经第二高温回热器(13)、高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通，冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通，中间热交换器(6)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通，冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(9)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，燃气轮机(8)连接第二压缩机(7)和第三压缩机(10)并传输动力，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
7.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求2-5所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将燃气轮机(8)有燃气通道经高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通调整为燃气轮机(8)有燃气通道经高温回热器(12)与自身连通之后燃气轮机(8)再有燃气通道经中间热交换器(6)与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
8.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求6所述的能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将燃气轮机(8)有燃气通道经第二高温热交换器(13)、高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通调整为燃气轮机(8)有燃气通道经第二高温回热器(13)与自身连通之后燃气轮机(8)再有燃气通道经高温回热器(12)和中间热交换器(6)与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
9.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-8所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，蒸发器(5)增设燃气通道与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
10.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-9所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加中温回热器，将蒸发器(5)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通调整为蒸发器(5)有蒸汽通道经中温回热器(14)与中间热交换器(6)连通，将压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通调整为压缩机(2)有蒸汽通道经中温回热器(14)与中间热交换器(6)连通，将汽轮机(1)有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通调整为汽轮机(1)有低压蒸汽通道经中温回热器(14)与蒸发器(5)连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
11.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-9所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加中温回热器，将蒸发器(5)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通调整为蒸发器(5)有蒸汽通道经中温回热器(14)与中间热交换器(6)连通，将压缩机(2)有蒸汽通道与中间热交换器(6)连通调整为压缩机(2)有蒸汽通道经中温回热器(14)与中间热交换器(6)连通，将汽轮机(1)有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通调整为汽轮机(1)有蒸汽通道经中温回热器(14)与自身连通之后汽轮机(1)再有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
12.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-11所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加第二升压泵和低温回热器，将冷凝器(4)有冷凝液管路与升压泵(3)连通调整为冷凝器(4)有冷凝液管路经第二升压泵(15)与低温回热器(16)连通，压缩机(2)设置抽汽通道与低温回热器(16)连通，低温回热器(16)再有冷凝液管路与升压泵(3)连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
13.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-12所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，将中间热交换器(6)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，调整为中间热交换器(6)有蒸汽通道经热源热交换器(9)与汽轮机(1)连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
14.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-13所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，增加膨胀增速机(17)并取代汽轮机(1)，增加双能压缩机(18)并取代压缩机(2)，增加扩压管(19)并取代升压泵(3)，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
15.能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置，是在权利要求1-14所述的任一一款能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置中，中间热交换器(6)增设热源介质通道与外部连通，形成能源携同燃气-蒸汽联合循环动力装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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