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CN117627784A - 高品位燃料携同核能联合循环动力装置 - Google Patents

高品位燃料携同核能联合循环动力装置 Download PDF

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CN117627784A
CN117627784A CN202310457181.XA CN202310457181A CN117627784A CN 117627784 A CN117627784 A CN 117627784A CN 202310457181 A CN202310457181 A CN 202310457181A CN 117627784 A CN117627784 A CN 117627784A
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channel
condenser
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Abstract

本发明提供高品位燃料携同核能联合循环动力装置，属于能源与动力技术领域。外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道经压缩机和核反应堆与燃烧室连通，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蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。

Description

高品位燃料携同核能联合循环动力装置
技术领域：
本发明属于联合循环热动技术领域。
背景技术：
动力需求为人类生活与生产当中最为常见；其中，将高温热能通过热动装置转换为机械能，是人类获得动力或电力的重要手段。
高品位燃料(比如天然气)是提供高温热能的重要选项，通过燃气-蒸汽联合循环装置实现高效率热变功；不过，对于包含布雷顿循环的联合循环热动装置来说，其功率、热效率和压缩过程升压比之间常常存在着难以协调的矛盾。
核燃料通过氦气-蒸汽联合循环实现高效热变功——不过，由于受限于工作原理和材料性能等因素，核燃料应用价值没有得到充分发挥，其热效率仍有提升空间。深入分析之后发现——在高品位燃料为投入能源的热动装置和核燃料为投入能源的热动装置中，各自存在较大的温差不可逆损失，尤以燃料燃烧过程存在的温差不可逆损失为重。
人们需要简单、主动、安全、高效地利用多种能源来获得动力。为此，本发明给出了将高品位燃料与核能(核燃料)合理搭配使用，取长补短，降低能耗成本和装置制造成本，显著提升核能热变功效率且功率匹配灵活的高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供高品位燃料携同核能联合循环动力装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器和蒸发器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道经压缩机和核反应堆与燃烧室连通，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蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
2.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道经压缩机、高温回热器和核反应堆与燃烧室连通，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蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
3.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道经压缩机、高温回热器和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通之后燃气轮机再有燃气通道经高温回热器与自身连通，燃气轮机还有燃气通道经蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
4.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道与压缩机连通之后压缩机再有空气通道经高温回热器与自身连通，压缩机还有空气通道经核反应堆与燃烧室连通，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蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
5.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道与压缩机连通之后压缩机再有空气通道经高温回热器与自身连通，压缩机还有空气通道经核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通之后燃气轮机再有燃气通道经高温回热器与自身连通，燃气轮机还有燃气通道经蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
6.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道经压缩机、核反应堆和高温回热器与燃烧室连通，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蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
7.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室连通，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核反应堆和燃烧室与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经蒸发器与冷凝器连通；外部有空气通道经压缩机、核反应堆和高温回热器与燃烧室连通，燃烧室还有燃气通道与燃气轮机连通之后燃气轮机再有燃气通道经高温回热器与自身连通，燃气轮机还有燃气通道经蒸发器与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机连接压缩机并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
8.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，是在第1-7项所述的任一一款高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，将蒸发器有蒸汽通道经核反应堆和燃烧室与汽轮机连通调整为蒸发器有蒸汽通道经核反应堆与汽轮机连通，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
9.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，是在第1-7项所述的任一一款高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，将蒸发器有蒸汽通道经核反应堆和燃烧室与汽轮机连通调整为蒸发器有蒸汽通道经燃烧室与汽轮机连通，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
10.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，是在第1-9项所述的任一一款高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，增加膨胀增速机并取代汽轮机，增加扩压管并取代升压泵，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能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高品位燃料携同核能联合循环动力装置第10种原则性热力系统图。
图中，1-压缩机，2-燃气轮机，3-汽轮机，4-升压泵，5-核反应堆，6-燃烧室，7-冷凝器，8-蒸发器(余热锅炉)，9-高温回热器，10-膨胀增速机，11-扩压管。
关于低品位燃料和高品位燃料，这里给出简要说明：
(1)低品位燃料：从热源的概念来看，低品位燃料指的是燃烧产物难以形成较高温度的高温热源的燃料。
(2)高品位燃料：从热源的概念来看，高品位燃料指的是燃烧产物能够形成较高温度的高温热源的燃料。
(3)对固体燃料来说，燃烧产物的气态物质是构成热源的核心，是热力系统的重要组成部分；而燃烧产物中的固态物质，如废渣，在其含有热能得到利用(利用流程及设备包含在核反应堆内或在核反应堆本体之外预热空气)之后被排出，不单独列出，其作用不单独表述。
(4)受限于现行技术条件或材料性能等原因，对于需要通过间接手段向循环工质提供驱动高温热负荷的燃料来说，它们的品位高低以现行技术条件下能够使循环工质所能达到的温度高低来划分——温度高的为高品位燃料，温度低的为低品位燃料。
※关于核能和核反应堆，这里给出如下简要说明：
本发明申请中的核反应堆，是利用核能直接或间接向工作介质提供高温热负荷的供热装置，一般包含两种情况：
(1)核燃料通过核反应释放的热能，直接提供给流经核反应堆的循环工质。
(2)核燃料通过核反应释放的热能，首先提供给一回路冷却介质，然后由一回路冷却介质依靠自然对流或强制对流，通过热交换器提供给流经核反应堆的循环工质——这意味着该热交换器被视为核反应堆5的组成部分。
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所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器和蒸发器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道经压缩机1和核反应堆5与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通，燃气轮机2还有燃气通道经蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，外部空气流经压缩机1升压升温，流经核反应堆5吸热升温，之后进入燃烧室6参与燃烧；外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后进入燃气轮机2降压作功，燃气轮机2排放的燃气流经蒸发器8放热降温之后对外排放；冷凝器7的冷凝液经升压泵4升压之后进入蒸发器8吸热、升温和汽化，流经核反应堆5和燃烧室6逐步吸热升温，流经汽轮机3降压作功，流经蒸发器8放热降温，再之后进入冷凝器7放热冷凝；核燃料通过核反应堆5提供驱动热负荷，高品位燃料通过燃烧室6提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器7带走低温热负荷；燃气轮机2和汽轮机3向压缩机1和外部提供动力，或燃气轮机2和汽轮机3向压缩机1、升压泵4和外部提供动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图2所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道经压缩机1、高温回热器9和核反应堆5与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通，燃气轮机2还有燃气通道经高温回热器9和蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气流经压缩机1升压升温，流经高温回热器9和核反应堆5逐步吸热升温，之后进入燃烧室6参与燃烧；外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后进入燃气轮机2降压作功，燃气轮机2排放的燃气流经高温回热器9和蒸发器8逐步放热降温之后对外排放，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图3所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道经压缩机1、高温回热器9和核反应堆5与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通之后燃气轮机2再有燃气通道经高温回热器9与自身连通，燃气轮机2还有燃气通道经蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气流经压缩机1升压升温，流经高温回热器9和核反应堆5逐步吸热升温，之后进入燃烧室6参与燃烧；外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后提供给燃气轮机2；进入燃气轮机2的燃气降压作功至一定程度之后流经高温回热器9放热降温，进入燃气轮机2继续降压作功；燃气轮机2排放的燃气流经蒸发器8放热降温，之后对外排放，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图4所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道与压缩机1连通之后压缩机1再有空气通道经高温回热器9与自身连通，压缩机1还有空气通道经核反应堆5与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通，燃气轮机2还有燃气通道经高温回热器9和蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气流经压缩机1升压升温至一定程度之后流经高温回热器9吸热升温，进入压缩机1继续升压升温；压缩机1排放的压缩空气流经核反应堆5吸热升温之后进入燃烧室6参与燃烧，外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后进入燃气轮机2降压作功；燃气轮机2排放的燃气流经高温回热器9和蒸发器8逐步放热降温，之后对外排放，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图5所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道与压缩机1连通之后压缩机1再有空气通道经高温回热器9与自身连通，压缩机1还有空气通道经核反应堆5与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通之后燃气轮机2再有燃气通道经高温回热器9与自身连通，燃气轮机2还有燃气通道经蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气流经压缩机1升压升温至一定程度之后流经高温回热器9吸热升温，进入压缩机1继续升压升温；压缩机1排放的压缩空气流经核反应堆5吸热升温之后进入燃烧室6参与燃烧，外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后提供给燃气轮机2；进入燃气轮机2的燃气降压作功至一定程度之后流经高温回热器9放热降温，进入燃气轮机2继续降压作功；燃气轮机2排放的燃气流经蒸发器8放热降温，之后对外排放，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图6所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道经压缩机1、核反应堆5和高温回热器9与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通，燃气轮机2还有燃气通道经高温回热器9和蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气流经压缩机1升压升温，流经核反应堆5和高温回热器9逐步吸热升温，之后进入燃烧室6参与燃烧；外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后提供给燃气轮机2；燃气轮机2排放的燃气流经高温回热器9和蒸发器8逐步放热降温，之后对外排放，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图7所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室6连通，冷凝器7有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器8连通之后蒸发器8再有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通，汽轮机3还有低压蒸汽通道经蒸发器8与冷凝器7连通；外部有空气通道经压缩机1、核反应堆5和高温回热器9与燃烧室6连通，燃烧室6还有燃气通道与燃气轮机2连通之后燃气轮机2再有燃气通道经高温回热器9与自身连通，燃气轮机2还有燃气通道经蒸发器8与外部连通；冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：外部空气流经压缩机1升压升温，流经核反应堆5和高温回热器9逐步吸热升温，之后进入燃烧室6参与燃烧；外部高品位燃料进入燃烧室6，燃料和压缩空气在燃烧室6内混合并燃烧成高压高温燃气，燃烧室6的燃气放热于蒸汽之后提供给燃气轮机2；进入燃气轮机2的燃气降压作功至一定程度之后流经高温回热器9放热降温，进入燃气轮机2继续降压作功；燃气轮机2排放的燃气流经蒸发器8放热降温，之后对外排放，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图8所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，将蒸发器8有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通调整为蒸发器8有蒸汽通道经核反应堆5与汽轮机3连通。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器8排放蒸汽流经核反应堆5吸热升温，之后进入汽轮机3降压作功，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图9所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，将蒸发器8有蒸汽通道经核反应堆5和燃烧室6与汽轮机3连通调整为蒸发器8有蒸汽通道经燃烧室6与汽轮机3连通。
(2)流程上，与图1所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器8排放蒸汽流经燃烧室6吸热升温，之后进入汽轮机3降压作功，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
图10所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图2所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，增加膨胀增速机10并取代汽轮机3，增加扩压管11并取代升压泵4。
(2)流程上，与图2所示的高品位燃料携同核能联合循环动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器7的冷凝液经扩压管11降速升压之后进入蒸发器8吸热、升温和汽化，流经核反应堆5和燃烧室6逐步吸热升温，流经膨胀增速机10降压作功并增速，流经蒸发器8放热降温，再之后进入冷凝器7放热冷凝；燃气轮机2和膨胀增速机10向压缩机1和外部提供动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的高品位燃料携同核能联合循环动力装置，具有如下效果和优势：
(1)核能完成压缩空气温度提升，有效降低高品位燃料燃烧过程中的温差不可逆损失。
(2)核能可用于/有助于降低顶部燃气轮机循环系统压缩比，提升气体循环工质流量，增大动力装置负荷。
(3)高品位燃料与核能形成的高温驱动热负荷实现分级利用，显著降低温差不可逆损失，有效提升热变功效率。
(4)高品位燃料携同核能共同为先进联合循环提供驱动热负荷，核能发挥出高品位燃料的作用；显著提升核能转换为机械能的利用价值，相对降低核动力系统成本。
(5)有效扩展燃气-蒸汽联合循环动力装置使用驱动能源的范围，显著降低能耗成本。
(6)显著提升能源利用价值，减少温室气体排放，减少污染物排放，节能减排效益突出。
(7)结构简单，流程合理，方案丰富，有利于降低装置的制造成本和扩展技术应用范围。
(8)提供多种回热技术手段，有效提升装置在功率、热效率、升压比等多方面的协调性。
(9)布雷顿循环和朗肯循环共同获取高温热负荷，相对降低压缩机负荷且幅度大——这有利于提升热效率，有利于降低装置成本和构建大负荷燃料携同双工质联合循环动力装置。

Claims (10)

1.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器和蒸发器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道经压缩机(1)和核反应堆(5)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
2.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道经压缩机(1)、高温回热器(9)和核反应堆(5)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经高温回热器(9)和蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
3.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道经压缩机(1)、高温回热器(9)和核反应堆(5)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通之后燃气轮机(2)再有燃气通道经高温回热器(9)与自身连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
4.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道与压缩机(1)连通之后压缩机(1)再有空气通道经高温回热器(9)与自身连通，压缩机(1)还有空气通道经核反应堆(5)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经高温回热器(9)和蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
5.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道与压缩机(1)连通之后压缩机(1)再有空气通道经高温回热器(9)与自身连通，压缩机(1)还有空气通道经核反应堆(5)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通之后燃气轮机(2)再有燃气通道经高温回热器(9)与自身连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
6.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道经压缩机(1)、核反应堆(5)和高温回热器(9)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经高温回热器(9)和蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
7.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、核反应堆、燃烧室、冷凝器、蒸发器和高温回热器所组成；外部有高品位燃料通道与燃烧室(6)连通，冷凝器(7)有冷凝液管路经升压泵(4)与蒸发器(8)连通之后蒸发器(8)再有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，汽轮机(3)还有低压蒸汽通道经蒸发器(8)与冷凝器(7)连通；外部有空气通道经压缩机(1)、核反应堆(5)和高温回热器(9)与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)还有燃气通道与燃气轮机(2)连通之后燃气轮机(2)再有燃气通道经高温回热器(9)与自身连通，燃气轮机(2)还有燃气通道经蒸发器(8)与外部连通；冷凝器(7)还有冷却介质通道与外部连通，燃气轮机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
8.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，是在权利要求1-7所述的任一一款高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，将蒸发器(8)有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通调整为蒸发器(8)有蒸汽通道经核反应堆(5)与汽轮机(3)连通，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
9.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，是在权利要求1-7所述的任一一款高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，将蒸发器(8)有蒸汽通道经核反应堆(5)和燃烧室(6)与汽轮机(3)连通调整为蒸发器(8)有蒸汽通道经燃烧室(6)与汽轮机(3)连通，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
10.高品位燃料携同核能联合循环动力装置，是在权利要求1-9所述的任一一款高品位燃料携同核能联合循环动力装置中，增加膨胀增速机(10)并取代汽轮机(3)，增加扩压管(11)并取代升压泵(4)，形成高品位燃料携同核能联合循环动力装置。
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