CN202001070U - 临界低熵混燃循环热动力系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构、连续燃烧室、液体氧化剂源和燃料源，液体氧化剂源经氧化剂高压供送系统与连续燃烧室连通，燃料源经燃料高压供送系统与连续燃烧室连通，液体氧化剂源中的氧化剂以高压液态的形式进入连续燃烧室，燃料源中的燃料以高压的形式进入连续燃烧室，氧化剂高压供送系统、燃料高压供送系统和连续燃烧室的最低承压能力大于15MPa；连续燃烧室与至少一个作功机构连通，作功机构对外输出动力。本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统实现了高效、节能、低排放，是优于外燃循环热动力系统和内燃循环热动力系统的新一代热动力系统。

Description

临界低熵混燃循环热动力系统
技术领域
本实用新型涉及热能与动力领域，尤其是一种临界低熵混燃循环热动力系统。
背景技术
1769年，外燃机的诞生直接引发了人类的第一次工业革命，也造就了大不列颠这个日不落帝国。1883年汽油机的诞生和1897年柴油机的诞生，标志了人类由外燃时代进入内燃时代的开始。以汽油机和柴油机为代表的内燃机，构筑了现代文明的动力基础，承载着人类无数梦想。由此可见，无论是外燃机还是内燃机，对人类文明的进程都作出了不可估量的贡献。时至今日，一个国家的内燃和外燃发动机设计、研发及生产水平是这个国家的综合国力的基本构成，也是这个国家的工业水平的标志。所有发达国家在内燃和外燃发动机领域里的投入都是十分惊人的。所有能够代表世界水平的发动机研发制造企业也都隶属于发达国家。然而，由于外燃机的热力学循环方式和内燃机的热力学循环方式的限制，导致了在这两个循环系统中只有部分热量参与作功循环而且还导致了外燃循环系统的T1值(即高温热源的温度)低和内燃循环系统的T2值(即排气温度)高的问题，更导致了无法解决的污染问题，最终造成无论是外燃机还是内燃机都无法使热动力系统的热效率(输出的功和燃料热值之比)有本质上的大幅度提高，排放污染问题也无法从根本上解决。事实上目前利用这两种热力学循环方式，对化石能源以及生物质能源进行热功转换，不仅是对能源的巨大浪费，也是对环境巨大的破坏。
由此可见，必须发明一种新的循环方式才能从本质上提高热动力系统的热效率和解决排放污染问题。
发明内容
本实用新型所谓的混燃循环热动力系统是指燃料燃烧后的所有热量(或近乎所有热量)全部参与作功循环的热动力系统。为了实现燃料燃烧后的所有热量(或近乎所有热量)全部参与作功循环，可以采用两种方式，一是对燃烧室进行绝热，二是利用原工质在燃烧室内将燃烧室壁上的热量吸收带回燃烧室。例如绝热发动机，联合循环等都属于混燃的一种形式。
本实用新型所谓的低熵混燃循环热动力系统是指燃料燃烧后的所有热量(或近乎所有热量)全部参与作功循环，而且燃烧室的最高压力大幅度高于传统热动力系统的燃烧室的最高压力。这一系统的低温热源的温度T2大幅度低于传统内燃机的排气温度，高温热源的温度T1大幅度高于传统外燃循环热动力系统的工质最高温度，效率明显高于传统热动力系统的效率。这一系统是继外燃循环热动力系统和内燃循环热动力系统之后的第三代热动力系统(或叫第三代发动机)。所谓临界低熵混燃循环热动力系统是指燃烧室内的温度和压力接近达到或超过工质的临界温度和临界压力的低熵混燃热动力系统。
在本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统中，由于原工质(即燃烧前的工质，包括氧化剂、燃料、膨胀剂和气体液化物)的压力和温度以及组分是可以独立控制的，所以燃烧室最高压力和最高温度是可以独立控制的，也就是说这与传统热动力系统中通过气体压缩过程建立室内原工质压力(所谓室内原工质压力是指将要燃烧时的燃烧室压力，这一压力应达到设计要求)的过程是完全不同的。在传统的热动力系统中，原工质的压力和温度是相互关联的，压力大温度必然高，而在本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统中燃烧的最高压力大并不意味着燃烧室的最高温度高。为此，科学有效地调整燃烧室最高压力和最高温度可以制作出低温热源的温度T2很低，甚至大幅度低于环境温度的热动力系统。当T2低到一定值时，这种热动力系统的热效率会超过100％，这种热效率超过100％的热动力系统在本实用新型中定义为超低熵混燃循环热动力系统。所述超低熵混燃循环热动力系统并不违反能量守恒定律，其原因是：一、燃料的热值是指燃料在标准状态下燃烧后达到标准状态(可近视为环境状态)时所放出的热量。而所述超临界低熵混燃循环热动力系统的低温热源温度T2可接近、低于或大幅度低于环境温度(也就是近视的标准状态下的温度)。当所述低温热源温度T2大幅度低于环境温度时，也就相当于有更多的热量参与作功循环，当T2低到一定程度时，这部分多出来的热量就可以使系统输出功的量大于燃料的热值，也就使得热效率大于100％；二、所述超低熵混燃循环热动力系统中在某些情况下存在更低温度的低温热源，例如液态氧、液化燃料、液化膨胀剂(液化二氧化碳)，所谓的更低温度的低温热源中的原工质在循环过程中可以吸收环境中的热量和/或已经参与作功的排气中的热量，并将这些热量带入燃烧室参与作功循环，这就使参与作功循环的热量大于燃料燃烧所放出的热量，所以可以使系统对外输出的功大于燃料燃烧所放出的热量(即燃料的热值)，也就使所谓的热效率高于100％。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统在正常工作的情况下，不从大气中吸气。
本实用新型中，图18是气体工质的温度T和压力P的关系图，O-A-H所示曲线是通过状态参数为298K和0.1MPa的O点的气体工质绝热关系曲线；B点为气体工质的实际状态点，E-B-D所示曲线是通过B点的绝热关系曲线，A点和B点的压力相同；F-G所示曲线是通过2800K和10MPa(即目前内燃机中即将开始作功的气体工质的状态点)的工质绝热关系曲线。
本实用新型中，图18中的
Figure BSA00000479566200031
中的K是气体工质绝热指数，P是气体工质的压力，T是气体工质的温度，C是常数。
本实用新型中，所谓的类绝热关系包括下列三种情况：1.气体工质的状态参数(即工质的温度和压力)点在所述工质绝热关系曲线上，即气体工质的状态参数点在图18中O-A-H所示曲线上；2.气体工质的状态参数(即工质的温度和压力)点在所述工质绝热关系曲线左侧，即气体工质的状态参数点在图18中O-A-H所示曲线的左侧；3.气体工质的状态参数(即工质的温度和压力)点在所述工质绝热关系曲线右侧，即气体工质的状态参数点在图18中O-A-H所示曲线的右侧，但是气体工质的温度不高于由此气体工质的压力按绝热关系计算所得温度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、加750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K的和、加180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、加120K的和、加110K的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加40K的和、加30K的和或不高于加20K的和，即如图18所示，所述气体工质的实际状态点为B点，A点是压力与B点相同的绝热关系曲线上的点，A点和B点之间的温差应小于1000K、900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、300K、250K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K、50K、40K、30K或小于20K。
本实用新型中，所谓类绝热关系可以是上述三种情况中的任何一种，也就是指：即将开始作功的气体工质的状态参数(即气体工质的温度和压力)点在如图18所示的通过B点的绝热过程曲线E-B-D的左侧区域内。
本实用新型中，所谓的即将开始作功的气体工质是即将进入所述作功机构的气体工质。
本实用新型中，将即将开始作功的气体工质的状态参数(即气体工质的温度和压力)符合类绝热关系的发动机系统(即热动力系统)定义为低熵发动机。
本实用新型中，调整进入所述连续燃烧室内的原工质的温度、压力和流量，调整向所述连续燃烧室导入燃料的量，调整所述连续燃烧室导出气体工质的量，即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。
本实用新型中，所述燃料可设为乙醇或甲醇，所述膨胀剂设为水，所述燃料源和所述液体膨胀剂源设为混合式原工质储罐，所述混合式原工质储罐设为乙醇水溶液或甲醇水溶液储罐。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统，由于原工质独立可控，可以通过电控等手段，不仅可以调节燃料，还可以调节氧化剂和膨胀剂，所以本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统具有更好的负荷响应。
本实用新型中，所述连续燃烧室的最高压力(燃烧后的压力)是由燃烧前原工质的组分、总压力、温度以及燃烧放热量决定的。在本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统的连续燃烧室的工质的最高压力大于15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、255MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、31MPa、32MPa、33MPa、34MPa、35MPa、36MPa、37MPa、38MPa、39MPa、40MPa、41MPa、42MPa、43MPa、44MPa、45MPa、46MPa、47MPa、48MPa、49MPa或50MPa。为了达到连续燃烧室的设计最高压力，实现高效、低污染和低热负荷的目的，应对原工质的组分(调整组分，可以调整热容量)、压力、温度和含氧量(影响放热量)进行综合控制。换言之，通过控制原工质的状态和组分，达到控制燃烧化学反应后的连续燃烧室内的气体状态。连续燃烧室内的最高温度与连续燃烧室内的最高压力应当匹配，如果连续燃烧室内的最高温度过高不能与最高压力匹配，将造成作功完了后工质的温度过高，有害而无利。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统的原理是通过向连续燃烧室内连续导入氧化剂和燃料或连续导入氧化剂、燃料和膨胀剂或连续导入氧化剂、燃料和气体液化物使燃料在燃烧温度和燃烧压力可控的条件下于连续燃烧室内连续燃烧，形成压力相当高、温度适中的气体工质或临界态气体工质，所形成的气体工质或临界态气体工质进入作功机构后不再发生燃烧反应或压缩直接膨胀作功，膨胀作功后的工质经所述作功机构的排气道排出，所述作功机构对外输出动力，所述作功机构可以是连续工作的动力透平，所述作功机构也可以是气缸活塞作功机构；在所述作功机构设为气缸活塞作功机构的结构中，在所述连续燃烧室和气缸活塞作功机构之间设工质导入控制阀。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统中的连续燃烧室的作用相当于外燃热动力系统的锅炉，其根本区别在于：外燃热动力系统中的锅炉是外燃加热，所以其工质的温度不可能达到很高的水平，而本实用新型所公开的连续燃烧室是通过内燃的方式产生气体工质或临界态气体工质，用内燃方式产生的气体工质或临界态工质的温度和压力均可达到或超过目前最先进的临界、超临界或超超临界外燃热动力系统。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统的具体技术方案如下：
一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构、连续燃烧室、液体氧化剂源和燃料源，所述液体氧化剂源经氧化剂高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述燃料源经燃料高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述液体氧化剂源中的氧化剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室，所述燃料源中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室，所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统和所述连续燃烧室的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源中燃料的纯度和热值使所述连续燃烧室内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室与至少一个所述作功机构连通，所述作功机构对外输出动力。
一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构、连续燃烧室、液体氧化剂源、燃料源和液体膨胀剂源，所述液体氧化剂源经氧化剂高压供送系统再经氧化剂吸热热交换器与所述连续燃烧室连通，所述燃料源经燃料高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述液体氧化剂源中的氧化剂在所述氧化剂吸热热交换器中吸热气化后以高压气态或临界态的形式进入所述连续燃烧室，所述燃料源中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室，所述液体膨胀剂源经膨胀剂高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述液体膨胀剂源中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室，所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统、所述膨胀剂高压供送系统和所述连续燃烧室的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源中的燃料的纯度和热值和/或调整所述液体膨胀剂源中的膨胀剂导入所述连续燃烧室的量使所述连续燃烧室内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室与至少一个所述作功机构连通，所述作功机构对外输出动力。
一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构、连续燃烧室、液体氧化剂源、燃料源和气体液化物源，所述液体氧化剂源经氧化剂高压供送系统直接或再经氧化剂吸热热交换器与所述连续燃烧室连通，所述燃料源经燃料高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述液体氧化剂源中的氧化剂以高压液态的形式或在所述氧化剂吸热热交换器中吸热气化后以高压气态的形式进入所述连续燃烧室，所述燃料源中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室，所述气体液化物源经气体液化物高压供送系统再经气体液化物吸热热交换器与所述连续燃烧室连通，所述气体液化物源中的气体液化物以高压气态的形式或临界态的形式进入所述连续燃烧室，所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统、所述气体液化物高压供送系统和所述连续燃烧室的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源中的燃料的纯度和热值和/或调整所述气体液化物源中的气体液化物导入所述连续燃烧室的量使所述连续燃烧室内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室与至少一个所述作功机构连通，所述作功机构对外输出动力。
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括液体膨胀剂源，所述液体膨胀剂源经膨胀剂高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述液体膨胀剂源中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室，所述膨胀剂高压供送系统最低承压能力大于15MPa。
在设有所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统和所述膨胀剂高压供送系统的结构中，调整所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统和所述膨胀剂高压供送系统的供送量以及每个供送量之间的比例使所述液体膨胀剂源内的膨胀剂在所述连续燃烧室内处于临界状态；在设有所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统和所述气体液化物高压供送系统的结构中，调整所述氧化剂高压供送系统、所述燃料高压供送系统和所述气体液化物高压供送系统的供送量以及每个供送量之间的比例使所述气体液化物源内的气体液化物在所述连续燃烧室内处于临界状态。
所述液体膨胀剂源内的膨胀剂设为水、液氮、液体二氧化碳或液氦。
所述液体氧化剂源中的氧化剂设为纯液氧、含氧气体液化物、过氧化氢或过氧化氢水溶液。
所述燃料源中的燃料设为氢气、可燃碳氢化物、可燃碳氢氧化合物或可燃醇水溶液。
所述液体膨胀剂源内的膨胀剂设为水，所述连续燃烧室内的燃烧温度高于647K，所述连续燃烧室内的燃烧压力大于22MPa。
所述连续燃烧室设为绝热连续燃烧室。
所述作功机构设为气缸活塞作功机构，在所述连续燃烧室和所述气缸活塞作功机构之间设工质导入控制阀，在所述连续燃烧室内产生的高温高压工质经所述工质导入控制阀按正时关系定量导入所述气缸活塞作功机构内膨胀作功，膨胀作功后的工质经所述气缸活塞作功机构的排气门排出。
所述作功机构设为气缸活塞作功机构，所述气缸气缸活塞作功机构设为自绝热式作功机构。
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括开放燃烧包络，所述开放燃烧包络设置在所述连续燃烧室内并且与所述连续燃烧室连通，所述液体氧化剂源经氧化剂高压供送系统与所述开放燃烧包络连通，所述燃料源经燃料高压供送系统与所述开放燃烧包络连通，在包括所述液体膨胀剂源的结构中，所述液体膨胀剂源经膨胀剂高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述液体膨胀剂源内的膨胀剂被导入所述开放燃烧包络和所述连续燃烧室之间的空间内，以形成高压气态膨胀剂对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室的连续燃烧室壁的热负荷要求；在包括所述气体液化物源的结构中，所述气体液化物源经气体液化物高压供送系统与所述连续燃烧室连通，所述气体液化物源内的气体液化物被导入所述开放燃烧包络和所述连续燃烧室之间的空间内，以形成高压气态气体液化物对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室的连续燃烧室壁的热负荷要求。
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括流体预混室，在包括所述液体氧化剂源、所述燃料源和所述液体膨胀剂源的结构中，所述液体氧化剂源、所述燃料源和所述液体膨胀剂源中的任意两个或共同与流体预混室连通，所述流体预混室与所述连续燃烧室连通；在包括所述液体氧化剂源、所述燃料源和所述气体液化物源的结构中，所述液体氧化剂源、所述燃料源和所述气体液化物源中的任意两个或共同与流体预混室连通，所述流体预混室与所述连续燃烧室连通。
在所述作功机构的排气道上设气液分离器。
在所述作功机构的排气道上设气液分离器，所述气液分离器的液体出口设为所述液体膨胀剂源，所述气液分离器内的液体作为所述液体膨胀剂循环使用。
在所述作功机构的排气道上设排气冷却器。
所述作功机构设为动力透平。
即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。
本实用新型所谓的活塞作功结构是指一切利用气体工质推动活塞作功的机构，包括气缸活塞机构和其他形式的活塞机构，如三角活塞作功结构等；所谓动力透平是指一切利用气体工质推动叶轮、涡轮作功的机构。
所述发动机和所述热动力系统是等同的。
本实用新型中，所谓的临界状态包括临界状态、超临界状态和超超临界状态；所谓的超临界状态是指；所谓的超超临界状态是指
本实用新型中的燃烧方式可以是燃料和氧化剂直接燃烧，也可以是氧化剂、燃料和膨胀剂混合式燃烧，还可以是在连续燃烧室里的膨胀剂中建立核心燃烧区，在该核心燃烧区内氧化剂和燃料直接燃烧后与膨胀剂混合，这样可以利用膨胀剂将燃料和氧化剂直接燃烧形成的过高温度的火焰与连续燃烧室壁隔离，从而减少连续燃烧室壁的热负荷。
本实用新型所谓的开放燃烧包络是指完全开放的燃烧区域或部分开放的燃烧区域，在这个区域内主要含有氧化剂、燃料及其反应生成物，不含有或只含有少量高压气态膨胀剂。所谓的部分开放的燃烧区域是指以固体(如陶瓷或其它高耐热材料)形成的非封闭空间。所谓完全开放的燃烧区域是指通过调整氧化剂和燃料的供给方式，使氧化剂和燃料在与高压气态膨胀剂混合前发生燃烧化学反应，即用高压气态膨胀剂将氧化剂和燃料燃烧反应时的火焰与连续燃烧室相隔离。设置开放燃烧包络的目的是在于使燃料与氧更彻底、更容易、更快速的发生燃烧化学反应，减少一氧化碳和碳氢化合物的排放，而且使燃烧处于高压气态膨胀剂包围的状态下进行，相当于在连续燃烧室内悬浮设置核心燃烧区，从而形成开放燃烧包络与连续燃烧室壁的气体隔离，进而大幅度降低了对连续燃烧室壁热负荷的要求。
在本实用新型中，开放燃烧包络的设置是用高压气态膨胀剂包围燃烧所形成的火焰，避免了连续燃烧室的壁直接接触火焰，就避免了火焰直接对连续燃烧室的壁发生传热，这实质上形成了一种对连续燃烧室壁的新型冷却方式。也就是说，传统内燃机(包括燃气轮机)都是火焰直接接触连续燃烧室壁再对连续燃烧室壁进行冷却，这就不可避免的造成了大量的热能低品质化及能量的浪费。而本实用新型中的这种结构是使火焰在接触连续燃烧室壁之前即被膨胀剂冷却，而且冷却得到的热量仍留在工质内，这就提高了能量的利用率，进而提高了热动力系统的热效率。
本实用新型所谓的膨胀剂是指不参与燃烧化学反应起冷却和调整作功工质摩尔数并膨胀作功的工质，可以是水蒸汽、二氧化碳、氦气、氮气、液态二氧化碳、液氦或液氮等。所谓的液体膨胀剂源是指提供液体膨胀剂的装置。
本实用新型所谓的氧化剂是指纯氧或其他成分在热功转换过程中不产生有害化合物的含氧气体，如纯氧、过氧化氢或过氧化氢水溶液等。所谓氧化剂源是指一切可以提供氧化剂的装置、系统或容器，如商用氧源(即高压储氧罐或液化氧罐)和在热动力系统内由现场制氧系统提供的氧(如膜分离制氧系统)等。
本实用新型所谓的供送系统是指按照热动力系统连续燃烧室燃烧条件的要求将原工质供送给连续燃烧室的系统，包括供送通道，如管道，也可以包括阀门和泵，还可以包括喷射器。供送系统可以连续供送，也可以间歇供送，还可以受控供送，如正时供送，可调流量供送等。
在本实用新型中所公开的临界低熵混燃循环热动力系统中，为了大幅度降低T2采用原工质高压进入连续燃烧室的方式，从而实现连续燃烧室最高压力大幅度高于传统内燃机燃烧室的最高压力，最终实现大幅度降低T2的目的。从热力学上分析可知，提高燃烧室的最高压力是降低T2提高效率的关键所在，为了实现这一目的，必须将原工质高压进入燃烧室。
绝热热动力系统是经过长期研究而没有现实意义的热动力系统，目前人们认为这一系统没有提高热动力系统效率的可能性。这些研究的结果是：如果对热动力系统的燃烧室进行绝热，只能增加热动力系统排气的温度并没有多少潜力可以增加热动力系统的效率。本实用新型人详细分析了这一结论和其原因，得出如下结论：一、至今为止，人们所研究的绝热发动机的燃烧室均是处于传统燃烧室的压力范围，绝热只增加了燃烧室的温度，没有增加燃烧室的压力，也没有给出增加燃烧室压力的方案，所以绝热的结果是温度增加而由于压力不够高造成膨胀不足(因作功完了时的压力基本等于或高于环境压力)，最终结果是排气温度高，效率并没有提高。二、人们有个传统思想，绝热就等于高温，所以传统绝热发动机的燃烧室温度都很高，高温给绝热发动机带来许多麻烦，例如要更换燃烧室的材料等等，导致发动机成本高，可靠性低。三、几乎所有至今为止的绝热发动机的研究都是集中于如何解决燃烧室的材料、润滑剂等方面，但没有关于如何增加燃烧室最高压力的研究。正是因为上述三点，才使得传统绝热发动机没有能够提高效率。在本实用新型的方案中，原工质以高压气态形式进入燃烧室，而且进入燃烧室的压力的大小是可以根据设计要求进行调整的，如果把燃烧室设为绝热，由于其内的压力可以达到很高的水平，这样就可以形成很大的膨胀比，所以即便是燃烧室绝热，排气温度仍然可以达到很低的水平，这就必然使热效率有很大的提高。不仅如此，在本实用新型的热动力系统中的某些方案内设有膨胀剂，可以调节膨胀剂的量控制绝热燃烧室的温度，可以使绝热燃烧室的温度接近传统燃烧室的温度。在本实用新型所公开的系统中，可使用目前技术成熟的绝热燃烧室的材料制造绝热燃烧室。
本实用新型中的所述膨胀剂可以在所述临界低熵混燃循环热动力系统中循环使用。在循环使用膨胀剂的结构中，可以将膨胀剂压缩后进入连续燃烧室。
本实用新型所谓的作功机构是指一切可以将高温高压工质的能量转化为机械功向外输出的装置，如活塞曲柄机构、透平和喷管等。
本实用新型所谓的连续燃烧室是指一切可以在其内部发生连续燃烧(剧烈放热化学反应)的容器。
本实用新型所谓的燃料是指一切化学燃烧意义上能和氧发生剧烈的氧化还原反应的物质，可以是气体、液体或固体，在这里主要包括汽油、柴油、天然气、氢气和煤气及流化燃料、液化燃料或粉末状的固体燃料等。所谓的液化燃料是指被液化的在常温常压状态下为气态的燃料。
本实用新型所公开的临界低熵混燃热动力系统，可使用碳氢化合物或碳氢氧化合物作燃料，例如乙醇或乙醇水溶液，使用乙醇水溶液来代替原来的燃料和膨胀剂，不但可以防冻，还可以只用一个乙醇水溶液储罐来代替原来的燃料储罐和膨胀剂储罐，并且通过调整乙醇水溶液的浓度来改变燃料和膨胀剂所需要的比例。在必要的时候，可以用乙醇、水和碳氢化合物的混合溶液来代替本实用新型中的燃料和膨胀剂，调节其浓度以满足本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统的要求。本实用新型所公开的临界低熵混燃热动力系统中，可以用过氧化氢水溶液代替氧化剂和膨胀剂，通过调整过氧化氢水溶液的浓度实现调整氧化剂和膨胀剂的比例，而且可以用一个过氧化氢水溶液储罐代替氧化剂储罐和膨胀剂储罐。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统可以制造出排气温度接近于环境温度、低于环境温度或大幅度低于环境温度的热动力系统。在所述作功机构设为气缸活塞作功机构的结构中，如果排气温度低到一定程度，就可以实现热动力系统的自绝热。所谓自绝热是指高温高压工质的热量在燃烧爆炸作功开始时会传给气缸壁、活塞顶及气缸盖，而在作功的过程中，由于工质的温度已经很低，会将作功开始时传给气缸壁、活塞顶及气缸盖的热量重新吸收回工质内，减少热量的损失，实现相当于“绝热”的功能，在自绝热的系统中，与工质接触的所有承压壁(气缸壁、活塞顶及气缸盖)的外部可以进行绝热对外并不发生热量传递，也可以根据承压壁的温度要求对外发生少量热量传递以降低承压壁的温度；在自绝热系统中，在所述与工质接触的承压壁内或外侧可以设液体通道或液体腔，在此液体通道或液体腔内充入液体以保证所述与工质接触的承压壁的受热均匀性并利用液体的蓄热性优化缸内气体温度的变化，在液体通道或液体腔的外侧可以设绝热层，以减少对环境的传热。
本实用新型中尤其是在设有开放燃烧包络的结构中，作功工质温度可以达到数千度甚至更高，作功工质的压力可以达到数百个大气压甚至更高。
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统作功工质的温度和压力可以控制到当作功膨胀到所设定膨胀压力时，其工质温度降至相当低的水平，例如接近环境温度、低于环境温度或大幅度低于环境温度。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型所公开的临界低熵混燃循环热动力系统实现了高效、节能、低排放，是优于外燃循环热动力系统和内燃循环热动力系统的新一代热动力系统。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2、5和实施例7的结构示意图；
图3是本实用新型实施例3和实施例6的结构示意图；
图4是本实用新型实施例4的结构示意图；
图5是本实用新型实施例8的结构示意图；
图6是本实用新型实施例9的结构示意图；
图7是本实用新型实施例10的结构示意图；
图8、9和10是本实用新型实施例11的结构示意图；
图11、12和图13是本实用新型实施例12的结构示意图；
图14和图15是本实用新型实施例13的结构示意图；
图16是本实用新型实施例14的结构示意图；
图17是本实用新型实施例15的结构示意图；
图18为气体工质的温度T和压力P的关系图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例1的区别在于：包括作功机构1、连续燃烧室2、液体氧化剂源3和燃料源4，所述液体氧化剂源3经氧化剂高压供送系统301与所述连续燃烧室2连通，所述燃料源4经燃料高压供送系统401与所述连续燃烧室2连通，所述液体氧化剂源3中的氧化剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室2，所述燃料源4中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室2，所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401和所述连续燃烧室2的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源3中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源4中燃料的纯度和热值使所述连续燃烧室2内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室2内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室2与至少一个所述作功机构1连通，所述作功机构1对外输出动力，即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。所述液体氧化剂源3中的氧化剂设为纯液氧、含氧气体液化物、过氧化氢或过氧化氢水溶液。
实施例2
如图2所示临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构1、连续燃烧室2、液体氧化剂源3、燃料源4和液体膨胀剂源5，所述液体氧化剂源3经氧化剂高压供送系统301再经氧化剂吸热热交换器402与所述连续燃烧室2连通，所述燃料源4经燃料高压供送系统401与所述连续燃烧室2连通，所述液体氧化剂源3中的氧化剂在所述氧化剂吸热热交换器402中吸热气化后以高压气态或临界态的形式进入所述连续燃烧室2，所述燃料源4中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室2，所述液体膨胀剂源5经膨胀剂高压供送系统501与所述连续燃烧室2连通，所述液体膨胀剂源5中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室2，所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401、所述膨胀剂高压供送系统501和所述连续燃烧室2的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源3中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源4中的燃料的纯度和热值和/或调整所述液体膨胀剂源5中的膨胀剂导入所述连续燃烧室2的量使所述连续燃烧室2内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室2内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室2与至少一个所述作功机构1连通，所述作功机构1对外输出动力，即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。所述液体膨胀剂源5内的膨胀剂设为水、液氮、液体二氧化碳或液氦。
实施例3
如图3所示临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构1、连续燃烧室2、液体氧化剂源3、燃料源4和气体液化物源6，所述液体氧化剂源3经氧化剂高压供送系统301直接或再经氧化剂吸热热交换器402与所述连续燃烧室2连通，所述燃料源4经燃料高压供送系统401与所述连续燃烧室2连通，所述液体氧化剂源3中的氧化剂以高压液态的形式或在所述氧化剂吸热热交换器402中吸热气化后以高压气态的形式进入所述连续燃烧室2，所述燃料源4中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室2，所述气体液化物源6经气体液化物高压供送系统601再经气体液化物吸热热交换器602与所述连续燃烧室2连通，所述气体液化物源6中的气体液化物以高压气态的形式或临界态的形式进入所述连续燃烧室2，所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401、所述气体液化物高压供送系统601和所述连续燃烧室2的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源3中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源4中的燃料的纯度和热值和/或调整所述气体液化物源6中的气体液化物导入所述连续燃烧室2的量使所述连续燃烧室2内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室2内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室2与至少一个所述作功机构1连通，所述作功机构1对外输出动力即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。所述燃料源4中的燃料设为氢气、可燃碳氢化物、可燃碳氢氧化合物或可燃醇水溶液。
实施例4
如图4所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例3的区别在于：所述液体氧化剂源3经氧化剂高压供送系统301再经氧化剂吸热热交换器402与所述连续燃烧室2连通，所述液体氧化剂源3中的氧化剂在所述氧化剂吸热热交换器402中吸热气化后以高压气态或临界态的形式进入所述连续燃烧室2。
实施例5
如图2所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例2的区别在于：在设有所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401和所述膨胀剂高压供送系统501的结构中，调整所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401和所述膨胀剂高压供送系统501的供送量以及每个供送量之间的比例使所述液体膨胀剂源5内的膨胀剂在所述连续燃烧室2内处于临界状态。
实施例6
如图3所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例3的区别在于：在设有所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401和所述气体液化物高压供送系统601的结构中，调整所述氧化剂高压供送系统301、所述燃料高压供送系统401和所述气体液化物高压供送系统601的供送量以及每个供送量之间的比例使所述气体液化物源6内的气体液化物在所述连续燃烧室2内处于临界状态。
实施例7
如图2所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例2的区别在于：所述液体膨胀剂源5内的膨胀剂设为水，所述连续燃烧室2内的燃烧温度高于647K，所述连续燃烧室2内的燃烧压力大于22MPa。
实施例8
如图5所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例1的区别在于：所述连续燃烧室2设为绝热连续燃烧室，所述绝热连续燃烧室与三个所述作功机构1连通，所述作功机构1对外输出动力。
实施例9
如图6所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例1的区别在于：所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括液体膨胀剂源5，所述液体膨胀剂源5经膨胀剂高压供送系统501与所述连续燃烧室2连通，所述液体膨胀剂源5中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室2，所述膨胀剂高压供送系统501最低承压能力大于15MPa。所述连续燃烧室2设为绝热连续燃烧室，所述绝热连续燃烧室与三个所述作功机构1连通，所述作功机构1对外输出动力。
实施例10
如图7所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例1的区别在于：所述作功机构1设为气缸活塞作功机构111，在所述连续燃烧室2和所述气缸活塞作功机构111之间设工质导入控制阀112，在所述连续燃烧室2内产生的高温高压工质经所述工质导入控制阀112按正时关系定量导入所述气缸活塞作功机构111内膨胀作功，膨胀作功后的工质经所述气缸活塞作功机构111的排气门113排出。
实施例11
如图8、9和图10所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例2的区别在于：在所述作功机构1的排气道11上设气液分离器1100，所述气液分离器1100的液体出口设为所述液体膨胀剂源5，所述气液分离器1100内的液体作为所述液体膨胀剂循环使用。其中，图8中所述作功机构1设为气缸活塞作功机构111，所述气缸气缸活塞作功机构111设为自绝热式作功机构101；图9中所述作功机构1设为气缸活塞作功机构111，所述连续燃烧室2与两个所述气缸活塞作功机构111连通；图10中在所述作功机构1的排气道11上设排气冷却器110。
实施例12
如图11、12和图13所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例2和实施例3的区别在于：所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括开放燃烧包络2001，所述开放燃烧包络2001设置在所述连续燃烧室2内并且与所述连续燃烧室2连通，所述液体氧化剂源3经氧化剂高压供送系统301与所述开放燃烧包络2001连通，所述燃料源4经燃料高压供送系统401与所述开放燃烧包络2001连通，在包括所述液体膨胀剂源5的结构中，所述液体膨胀剂源5经膨胀剂高压供送系统501与所述连续燃烧室2连通，所述液体膨胀剂源5内的膨胀剂被导入所述开放燃烧包络2001和所述连续燃烧室2之间的空间内，以形成高压气态膨胀剂对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室2的连续燃烧室壁22的热负荷要求；在包括所述气体液化物源6的结构中，所述气体液化物源6经气体液化物高压供送系统601与所述连续燃烧室2连通，所述气体液化物源6内的气体液化物被导入所述开放燃烧包络2001和所述连续燃烧室2之间的空间内，以形成高压气态气体液化物对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室2的连续燃烧室壁22的热负荷要求。
实施例13
如图14和图15所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例2和实施例3的区别在于：所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括流体预混室400，在包括所述液体氧化剂源3、所述燃料源4和所述液体膨胀剂源5的结构中，所述液体氧化剂源3、所述燃料源4和所述液体膨胀剂源5中的任意两个或共同与流体预混室400连通，所述流体预混室400与所述连续燃烧室2连通(如图14所示)；在包括所述液体氧化剂源3、所述燃料源4和所述气体液化物源6的结构中，所述液体氧化剂源3、所述燃料源4和所述气体液化物源6中的任意两个或共同与流体预混室400连通，所述流体预混室400与所述连续燃烧室2连通(如图15所示)。
实施例14
如图16所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例1的区别在于：所述作功机构1设为动力透平12。
实施例15
如图17所示临界低熵混燃循环热动力系统，其与实施例2的区别在于：所述作功机构1设为动力透平12，在所述作功机构1的排气道11上设气液分离器1100，所述气液分离器1100的液体出口设为所述液体膨胀剂源5，所述气液分离器1100内的液体作为所述液体膨胀剂循环使用。
显然，本实用新型不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本实用新型所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (19)

1.一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构(1)、连续燃烧室(2)、液体氧化剂源(3)和燃料源(4)，其特征在于：所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)与所述连续燃烧室(2)连通，所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述燃料源(4)中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述连续燃烧室(2)的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源(3)中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源(4)中燃料的纯度和热值使所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于15MPa所述连续燃烧室(2)与至少一个所述作功机构(1)连通，所述作功机构(1)对外输出动力。
2.一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构(1)、连续燃烧室(2)、液体氧化剂源(3)、燃料源(4)和液体膨胀剂源(5)，其特征在于：所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)再经氧化剂吸热热交换器402与所述连续燃烧室(2)连通，所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂在所述氧化剂吸热热交换器402)中吸热气化后以高压气态或临界态的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述燃料源(4)中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体膨胀剂源(5)中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)、所述膨胀剂高压供送系统(501)和所述连续燃烧室(2)的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源(3)中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源(4)中的燃料的纯度和热值和/或调整所述液体膨胀剂源(5)中的膨胀剂导入所述连续燃烧室(2)的量使所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室(2)与至少一个所述作功机构(1)连通，所述作功机构(1)对外输出动力。
3.一种临界低熵混燃循环热动力系统，包括作功机构(1)、连续燃烧室(2)、液体氧化剂源(3)、燃料源(4)和气体液化物源(6)，其特征在于：所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)直接或再经氧化剂吸热热交换器(402)与所述连续燃烧室(2)连通，所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂以高压液态的形式或在所述氧化剂吸热热交换器(402)中吸热气化后以高压气态的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述燃料源(4)中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述气体液化物源(6)经气体液化物高压供送系统(601)再经气体液化物吸热热交换器(602)与所述连续燃烧室(2)连通，所述气体液化物源(6)中的气体液化物以高压气态的形式或临界态的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)、所述气体液化物高压供送系统(601)和所述连续燃烧室(2)的最低承压能力大于15MPa，调整所述液体氧化剂源(3)中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源(4)中的燃料的纯度和热值和/或调整所述气体液化物源(6)中的气体液化物导入所述连续燃烧室(2)的量使所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于800K，并使所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于15MPa；所述连续燃烧室(2)与至少一个所述作功机构(1)连通，所述作功机构(1)对外输出动力。
4.如权利要求1所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括液体膨胀剂源(5)，所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体膨胀剂源(5)中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室(2)，所述膨胀剂高压供送系统(501)最低承压能力大于15MPa。
5.如权利要求2、3或4所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：在设有所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述膨胀剂高压供送系统(501)的结构中，调整所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述膨胀剂高压供送系统(501)的供送量以及每个供送量之间的比例使所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂在所述连续燃烧室(2)内处于临界状态；在设有所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述气体液化物高压供送系统(601)的结构中，调整所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述气体液化物高压供送系统(601)的供送量以及每个供送量之间的比例使所述气体液化物源(6)内的气体液化物在所述连续燃烧室(2)内处于临界状态。
6.如权利要求2或4所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂设为水、液氮、液体二氧化碳或液氦。
7.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂设为纯液氧、含氧气体液化物、过氧化氢或过氧化氢水溶液。
8.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述燃料源(4)中的燃料设为氢气、可燃碳氢化物、可燃碳氢氧化合物或可燃醇水溶液。
9.如权利要求2或4所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂设为水，所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于647K，所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于22MPa。
10.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述连续燃烧室(2)设为绝热连续燃烧室。
11.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述作功机构(1)设为气缸活塞作功机构(111)，在所述连续燃烧室(2)和所述气缸活塞作功机构(111)之间设工质导入控制阀(112)，在所述连续燃烧室(2)内产生的高温高压工质经所述工质导入控制阀(112)按正时关系定量导入所述气缸活塞作功机构(111)内膨胀作功，膨胀作功后的工质经所述气缸活塞作功机构(111)的排气门(113)排出。
12.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述作功机构(1)设为气缸活塞作功机构(111)，所述气缸气缸活塞作功机构(111)设为自绝热式作功机构(101)。
13.如权利要求2、3或4所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括开放燃烧包络(2001)，所述开放燃烧包络(2001)设置在所述连续燃烧室(2)内并且与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)与所述开放燃烧包络(2001)连通，所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述开放燃烧包络(2001)连通，在包括所述液体膨胀剂源(5)的结构中，所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通，所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂被导入所述开放燃烧包络(2001)和所述连续燃烧室(2)之间的空间内，以形成高压气态膨胀剂对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室(2)的连续燃烧室壁(22)的热负荷要求；在包括所述气体液化物源(6)的结构中，所述气体液化物源(6)经气体液化物高压供送系统(601)与所述连续燃烧室(2)连通，所述气体液化物源(6)内的气体液化物被导入所述开放燃烧包络(2001)和所述连续燃烧室(2)之间的空间内，以形成高压气态气体液化物对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室(2)的连续燃烧室壁(22)的热负荷要求。
14.如权利要求2、3或4所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括流体预混室(400)，在包括所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述液体膨胀剂源(5)的结构中，所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述液体膨胀剂源(5)中的任意两个或共同与流体预混室(400)连通，所述流体预混室(400)与所述连续燃烧室(2)连通；在包括所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述气体液化物源(6)的结构中，所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述气体液化物源(6)中的任意两个或共同与流体预混室(400)连通，所述流体预混室(400)与所述连续燃烧室(2)连通。
15.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：在所述作功机构(1)的排气道(11)上设气液分离器(1100)。
16.如权利要求2或4所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：在所述作功机构(1)的排气道(11)上设气液分离器(1100)，所述气液分离器(1100)的液体出口设为所述液体膨胀剂源(5)，所述气液分离器(1100)内的液体作为所述液体膨胀剂循环使用。
17.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：在所述作功机构(1)的排气道(11)上设排气冷却器(110)。
18.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：所述作功机构(1)设为动力透平(12)。
19.如权利要求1、2、3或4或所述临界低熵混燃循环热动力系统，其特征在于：即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。
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