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CN117722247A - 双热源驱动联合循环动力装置 - Google Patents

双热源驱动联合循环动力装置 Download PDF

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CN117722247A
CN117722247A CN202311224102.7A CN202311224102A CN117722247A CN 117722247 A CN117722247 A CN 117722247A CN 202311224102 A CN202311224102 A CN 202311224102A CN 117722247 A CN117722247 A CN 117722247A
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CN
China
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outside
heat exchanger
channel
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CN202311224102.7A
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李鸿瑞
李华玉
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Abstract

本发明提供双热源驱动联合循环动力装置,属于热力学与热动技术领域。外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通,压缩机还有工作介质通道经热源热交换器和加热炉与膨胀机连通,膨胀机还有工作介质通道经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中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。

Description

双热源驱动联合循环动力装置
技术领域:
本发明属于热力学与热动技术领域。
背景技术:
动力需求为人类生活与生产当中所常见,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。
在采用燃料为气体-蒸汽动力装置提供驱动热负荷时,由于受限于工作原理或材料性质或设备制造水平等原因,其燃料形成高温热源的燃烧过程中,助燃介质(如空气)温度与燃料定压燃烧温度之间差别较大,燃烧过程中存在较大温差不可逆损失,这导致燃料利用上的质量损失——不过,这为高温余热参与构建驱动热源提供了机遇。
在钢铁生产和焦化生产等装置中,高温余热是伴生的高温热资源,这些高温余热能够通过蒸汽动力装置或其它热动装置部分地转化为机械能。不过,在以高温余热独立用作热动装置的驱动热能技术中,其热能转换为机械能的系统中存在着较大的温差不可逆损失,或是高温余热的热变功价值存在着较大的提升空间。
人们需要简单、主动、安全、高效地利用能源来获得动力。为此,本发明给出了将高温余热与燃料合理搭配使用,实现取长补短和优势互补,大幅度提升高温余热之热变功效率,显著提升高温余热应用价值,以及有效降低燃料成本的双热源驱动联合循环动力装置。
发明内容:
本发明主要目的是要提供双热源驱动联合循环动力装置,具体发明内容分项阐述如下:
1.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉和热源回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通,压缩机还有工作介质通道经热源热交换器和加热炉与膨胀机连通,膨胀机还有工作介质通道经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中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
2.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通,压缩机还有工作介质通道经高温回热器、热源热交换器和加热炉与膨胀机连通,膨胀机还有工作介质通道经高温回热器和温热交换器与外部连通;冷凝器有冷凝液管路经升压泵与中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
3.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通,压缩机还有工作介质通道经热源热交换器、高温回热器和加热炉与膨胀机连通,膨胀机还有工作介质通道经高温回热器和温热交换器与外部连通;冷凝器有冷凝液管路经升压泵与中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
4.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通,压缩机还有工作介质通道经高温回热器、热源热交换器和加热炉与膨胀机连通之后膨胀机再有工作介质通道经高温回热器与自身连通,膨胀机还有工作介质通道经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中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
5.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通,压缩机还有工作介质通道经热源热交换器、高温回热器和加热炉与膨胀机连通之后膨胀机再有工作介质通道经高温回热器与自身连通,膨胀机还有工作介质通道经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中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
6.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通之后压缩机再有工作介质通道经高温回热器与自身连通,压缩机还有工作介质通道经热源热交换器和加热炉与膨胀机连通,膨胀机还有工作介质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中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
7.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉连通,外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通,加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机连通之后压缩机再有工作介质通道经高温回热器与自身连通,压缩机还有工作介质通道经热源热交换器和加热炉与膨胀机连通之后膨胀机再有工作介质通道经高温回热器与自身连通,膨胀机还有工作介质通道经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中间热交换器连通之后中间热交换器再有蒸汽通道与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道与冷凝器连通;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,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
8.双热源驱动联合循环动力装置,是在第1-7项所述的任一一款双热源驱动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,形成双热源驱动联合循环动力装置。
9.双热源驱动联合循环动力装置,是在第1-7项所述的任一一款双热源驱动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与汽轮机连通之后汽轮机再有蒸汽通道经热源热交换器与自身连通,形成双热源驱动联合循环动力装置。
10.双热源驱动联合循环动力装置,是在第1-9项所述的任一一款双热源驱动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,汽轮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,形成双热源驱动联合循环动力装置。
11.双热源驱动联合循环动力装置,是在第1-9项所述的任一一款双热源驱动联合循环动力装置中,增加膨胀增速汽轮机并取代汽轮机,增加扩压管并取代升压泵,形成双热源驱动联合循环动力装置。
附图说明:
图1是依据本发明所提供的双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动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双热源驱动联合循环动力装置第11种原则性热力系统图。
图中,1-汽轮机,2-升压泵,3-中间热交换器,4-冷凝器,5-压缩机,6-膨胀机,7-热源热交换器,8-加热炉,9-热源回热器,10-高温回热器,11-第二升压泵,12-低温回热器,13-膨胀增速汽轮机,14-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所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉和热源回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通,压缩机5还有工作介质通道经热源热交换器7和加热炉8与膨胀机6连通,膨胀机6还有工作介质通道经中间热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,外部燃料进入加热炉8,外部空气流经热源回热器9吸热升温之后进入加热炉8,燃料和空气在加热炉8内混合并燃烧生成高温燃气,燃气放热于流经其内的工作介质并降温,之后流经热源回热器9放热降温和对外排放;外部工作介质流经压缩机5升压升温,流经热源热交换器7和加热炉8逐步吸热升温,流经膨胀机6降压作功,流经中间热交换器3放热降温,之后对外排放;冷凝器4的冷凝液流经升压泵2升压,流经中间热交换器3吸热升温和汽化,之后进入汽轮机1降压作功,汽轮机1排放的低压蒸汽进入冷凝器4放热并冷凝;热源介质通过热源热交换器7提供驱动热负荷,燃料通过加热炉8提供驱动热负荷,冷却介质通过冷凝器4带走低温热负荷,工作介质通过进出流程带走低温热负荷,空气和燃气通过进出流程带走少许低温热负荷;汽轮机1和膨胀机6输出的功提供给压缩机5和外部作动力,或汽轮机1和膨胀机6输出的功提供给升压泵2、压缩机5和外部作动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图2所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通,压缩机5还有工作介质通道经高温回热器10、热源热交换器7和加热炉8与膨胀机6连通,膨胀机6还有工作介质通道经高温回热器10和温热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:外部工作介质流经压缩机5升压升温,流经高温回热器10、热源热交换器7和加热炉8逐步吸热升温,流经膨胀机6降压作功,流经高温回热器10和中间热交换器3逐步放热降温,之后对外排放,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图3所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通,压缩机5还有工作介质通道经热源热交换器7、高温回热器10和加热炉8与膨胀机6连通,膨胀机6还有工作介质通道经高温回热器10和温热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:外部工作介质流经压缩机5升压升温,流经热源热交换器7、高温回热器10和加热炉8逐步吸热升温,流经膨胀机6降压作功,流经高温回热器10和中间热交换器3逐步放热降温,之后对外排放,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图4所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通,压缩机5还有工作介质通道经高温回热器10、热源热交换器7和加热炉8与膨胀机6连通之后膨胀机6再有工作介质通道经高温回热器10与自身连通,膨胀机6还有工作介质通道经中间热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:外部工作介质流经压缩机5升压升温,流经高温回热器10、热源热交换器7和加热炉8逐步吸热升温,进入膨胀机6降压作功至一定程度之后流经高温回热器10放热降温,然后进入膨胀机6继续降压作功;膨胀机6排放的工作介质流经中间热交换器3放热降温,之后对外排放,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图5所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通,压缩机5还有工作介质通道经热源热交换器7、高温回热器10和加热炉8与膨胀机6连通之后膨胀机6再有工作介质通道经高温回热器10与自身连通,膨胀机6还有工作介质通道经中间热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:外部工作介质流经压缩机5升压升温,流经热源热交换器7、高温回热器10和加热炉8逐步吸热升温,进入膨胀机6降压作功至一定程度之后流经高温回热器10放热降温,然后进入膨胀机6继续降压作功;膨胀机6排放的工作介质流经中间热交换器3放热降温,之后对外排放,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图6所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通之后压缩机5再有工作介质通道经高温回热器10与自身连通,压缩机5还有工作介质通道经热源热交换器7和加热炉8与膨胀机6连通,膨胀机6还有工作介质通道经高温回热器10和中间热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:外部工作介质进入压缩机5升压升温至一定程度之后流经高温回热器10吸热升温,然后进入压缩机5继续升压升温;压缩机5排放的工作介质流经热源热交换器7和加热炉8逐步吸热升温,流经膨胀机6降压作功,流经高温回热器10和中间热交换器3逐步放热降温,之后对外排放,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图7所示的双热源驱动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、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉8连通,外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉8连通,加热炉8还有燃气通道经热源回热器9与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机5连通之后压缩机5再有工作介质通道经高温回热器10与自身连通,压缩机5还有工作介质通道经热源热交换器7和加热炉8与膨胀机6连通之后膨胀机6再有工作介质通道经高温回热器10与自身连通,膨胀机6还有工作介质通道经中间热交换器3与外部连通;冷凝器4有冷凝液管路经升压泵2与中间热交换器3连通之后中间热交换器3再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7还有热源介质通道与外部连通,膨胀机6连接压缩机5并传输动力。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:外部工作介质进入压缩机5升压升温至一定程度之后流经高温回热器10吸热升温,然后进入压缩机5继续升压升温;压缩机5排放的工作介质流经热源热交换器7加热炉8逐步吸热升温,进入膨胀机6降压作功至一定程度之后流经高温回热器10放热降温,然后进入膨胀机6继续降压作功;膨胀机6排放的工作介质流经中间热交换器3放热降温,之后对外排放,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图8所示的双热源驱动联合循环动力装置是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示的双热源驱动联合循环动力装置中,将中间热交换器3有蒸汽通道与汽轮机1连通调整为中间热交换器3有蒸汽通道经热源热交换器7与汽轮机1连通。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:中间热交换器3排放的蒸汽流经热源热交换器7吸热升温,之后进入汽轮机1降压作功,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图9所示的双热源驱动联合循环动力装置是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示的双热源驱动联合循环动力装置中,将中间热交换器3有蒸汽通道与汽轮机1连通调整为中间热交换器3有蒸汽通道与汽轮机1连通之后汽轮机1再有蒸汽通道经热源热交换器7与自身连通。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动联合循环动力装置相比较,不同之处在于:中间热交换器3排放的蒸汽进入汽轮机1降压作功,至一定程度之后流经热源热交换器7吸热升温,然后进入汽轮机1继续降压作功,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图10所示的双热源驱动联合循环动力装置是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示的双热源驱动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2连通调整为冷凝器4有冷凝液管路经第二升压泵11与低温回热器12连通,汽轮机1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2连通。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动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11升压之后进入低温回热器12,与来自汽轮机1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2升压,流经中间热交换器3吸热升温和汽化,之后进入汽轮机1降压作功;进入汽轮机1的蒸汽降压作功,至一定程度之后分成两路——第一路提供给低温回热器12,第二路继续降压作功之后进入冷凝器4放热并冷凝,形成双热源驱动联合循环动力装置。
图11所示的双热源驱动联合循环动力装置是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示的双热源驱动联合循环动力装置中,增加膨胀增速汽轮机13并取代汽轮机1,增加扩压管14并取代升压泵2。
(2)流程上,与图1所示的双热源驱动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14降速升压,流经中间热交换器3吸热升温和汽化,流经膨胀增速汽轮机13降压作功并增速,之后进入冷凝器4放热并冷凝;膨胀机6和膨胀增速汽轮机13输出的功提供给压缩机5和外部作动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的双热源驱动联合循环动力装置,具有如下效果和优势:
(1)高温热资源与燃料合理搭配,高温热资源发挥出燃料效果,大幅度提升高温热资源转换为机械能的利用价值。
(2)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。
(3)高温热资源提供工作介质驱动热负荷,有效降低燃料燃烧过程中的温差不可逆损失。
(4)高温热资源实现深度利用,有效提高能源/高温余热利用效率。
(5)高温热资源可用于/有助于降低顶部循环系统压缩比,提升气体循环工质流量,增大动力装置负荷。
(6)有效扩展气体-蒸汽联合循环动力装置使用驱动热源的范围,降低装置能耗成本。
(7)提升燃料利用价值,减少温室气体排放,减少污染物排放,节能减排效益突出。
(8)结构简单,流程合理,提供多种具体技术方案,有利于降低装置的制造成本和扩展技术应用范围。

Claims (11)

1.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉和热源回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通,压缩机(5)还有工作介质通道经热源热交换器(7)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经中间热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
2.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通,压缩机(5)还有工作介质通道经高温回热器(10)、热源热交换器(7)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经高温回热器(10)和温热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
3.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通,压缩机(5)还有工作介质通道经热源热交换器(7)、高温回热器(10)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经高温回热器(10)和温热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
4.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通,压缩机(5)还有工作介质通道经高温回热器(10)、热源热交换器(7)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通之后膨胀机(6)再有工作介质通道经高温回热器(10)与自身连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经中间热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
5.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通,压缩机(5)还有工作介质通道经热源热交换器(7)、高温回热器(10)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通之后膨胀机(6)再有工作介质通道经高温回热器(10)与自身连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经中间热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
6.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通之后压缩机(5)再有工作介质通道经高温回热器(10)与自身连通,压缩机(5)还有工作介质通道经热源热交换器(7)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经高温回热器(10)和中间热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
7.双热源驱动联合循环动力装置,主要由汽轮机、升压泵、中间热交换器、冷凝器、压缩机、膨胀机、热源热交换器、加热炉、热源回热器和高温回热器所组成;外部有燃料通道与加热炉(8)连通,外部还有空气通道经热源回热器(9)与加热炉(8)连通,加热炉(8)还有燃气通道经热源回热器(9)与外部连通,外部有工作介质通道与压缩机(5)连通之后压缩机(5)再有工作介质通道经高温回热器(10)与自身连通,压缩机(5)还有工作介质通道经热源热交换器(7)和加热炉(8)与膨胀机(6)连通之后膨胀机(6)再有工作介质通道经高温回热器(10)与自身连通,膨胀机(6)还有工作介质通道经中间热交换器(3)与外部连通;冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(2)与中间热交换器(3)连通之后中间热交换器(3)再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(7)还有热源介质通道与外部连通,膨胀机(6)连接压缩机(5)并传输动力,形成双热源驱动联合循环动力装置。
8.双热源驱动联合循环动力装置,是在权利要求1-7所述的任一一款双热源驱动联合循环动力装置中,将中间热交换器(3)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通调整为中间热交换器(3)有蒸汽通道经热源热交换器(7)与汽轮机(1)连通,形成双热源驱动联合循环动力装置。
9.双热源驱动联合循环动力装置,是在权利要求1-7所述的任一一款双热源驱动联合循环动力装置中,将中间热交换器(3)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通调整为中间热交换器(3)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通之后汽轮机(1)再有蒸汽通道经热源热交换器(7)与自身连通,形成双热源驱动联合循环动力装置。
10.双热源驱动联合循环动力装置,是在权利要求1-9所述的任一一款双热源驱动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(2)连通调整为冷凝器(4)有冷凝液管路经第二升压泵(11)与低温回热器(12)连通,汽轮机(1)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(2)连通,形成双热源驱动联合循环动力装置。
11.双热源驱动联合循环动力装置,是在权利要求1-9所述的任一一款双热源驱动联合循环动力装置中,增加膨胀增速汽轮机(13)并取代汽轮机(1),增加扩压管(14)并取代升压泵(2),形成双热源驱动联合循环动力装置。
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