专利名称：多循环发电热力系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双循环、多循环凝汽式和抽凝式发电热力循环，以及由蒸汽
轮机直接拖动的风机或压縮机或水泵的热力循环系统，它由改进的朗肯循环和第二介质循 环，或由改进的朗肯循环和第二(介质)循环及第三(介质)循环及第三循环以上的多循 环组成。
背景技术：
现行火力发电占绝对主体的是朗肯循环。在朗肯循环中，凝汽器一般是列管式换 热器，其壳程是做完功的水蒸汽和水蒸汽的凝结水。做完功的水蒸汽把凝结潜热传给循环 冷却水后凝结成水，冷凝水被凝水泵送至化学工段精处理或送入锅炉除氧器与补充水混 合，除氧后经给水泵进入锅炉，再变成高温高压蒸汽进入汽轮机做功，如此往复循环。其管 程走的是循环冷却水，循环水吸收了水蒸汽的凝结潜热后温度升高，再送到双曲线冷却塔 蒸发冷却降温，如此循环使用。此过程是把水蒸汽的凝结潜热转化成循环水的汽化潜热，通 过双曲线冷却塔放散到大气中，使水蒸汽得以凝结成水循环使用。 朗肯循环的热效率，中压机组不到40%，超临界机组不到50%。其根本原因是只 能利用水蒸汽的显热，而潜热是通过冷却塔放散到大气中。这也是现在所有发电厂都配备 双曲线冷却塔的原因。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种多循环发电热力系统，它把朗肯循环做完功的进入
凝汽器的水蒸汽的凝结潜热也用起来发电。 为此，本实用新型采用以下技术方案 —种多循环发电热力系统，包括第一循环，该第一循环为改进的朗肯循环，第一循 环中包括凝汽器，其特征在于 该系统还包括第二循环，该第二循环是低沸点介质吸收朗肯循环凝汽器水蒸汽凝 结潜热后的二次发电循环； 所述二次发电循环的基本单元是蒸发单元、膨胀单元、发电单元和加压单元，加压
单元是液体加压泵单元或气体压縮单元或液体加压泵单元和气体压縮单元。 所述第一循环的凝汽器是改进的凝汽器，是压力容器，不再使用循环冷却水把做
完功的水蒸汽凝结，而是使用低沸点的介质使水蒸汽凝结，所述凝汽器的壳程进口接汽轮
机排汽，所述凝汽器的壳程出口接冷凝水系统，所述凝汽器的管程串接于第二循环中； 所述低沸点介质的冷量来源是低沸点介质做功降温；低沸点介质吸收第一循环
凝汽器水蒸汽凝结潜热后把热能变成低沸点介质的动能，推动第二循环膨胀单元输出轴运
动，带动第二发电单元发电或发电并制冷； 所述第二循环的工质是低沸点介质，所述低沸点介质是除水以外且在第一循环 凝汽器工况条件下沸点小于8(TC的物质，包括二氧化碳气、二氧化碳及其吸收剂丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮或其他适用吸收剂的混合物、氮气、空气、氦气、氩气、氨、其他适用气
体、氨的水溶液、氟里昴系列、烷烃、烯烃及烷烃、烯烃混合物中之一种或组合； 所述的低沸点介质，其在第一循环凝汽器正常工况下能够气化，即沸点小于80°C，
以气化温度低于摄氏35t:度以下为佳；介质在经济压力下能够液化；所述经济压力，是压
縮功小于膨胀功与循环效率的乘积。
所述循环中的介质物态是下述之一 全程气态，气、液二态互相转化，气、液、固三 态转化，气态是过热态、气态是饱和态或过热态和饱和态转化。
进一步地 所述第一循环包括蒸汽锅炉、蒸汽轮机、发电机、改进的凝汽器、凝水泵、化学水处
理、除氧器上水泵、除氧器、锅炉给水泵及火力发电所有的部分或全部附属和环保设备或汽
机拖动风机、汽轮机拖动压縮机或汽轮机拖动水泵所有的部分或全部附属和环保设备； 所述第二循环是亚临界、跨临界发电循环和超临界发电循环之一，其中 当第二循环采取第一种亚临界、跨临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元
即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二储液单元、第二加压泵单元、
第二液态介质补充单元或第二气态介质补充单元或第二液态介质补充单元和第二气态介
质补充单元，还可包括第二泄漏介质收集单元； 当第二循环采取第二种亚临界、跨临界发电循环时，包括第二蒸发单元即改进的 朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二气液分离单元、第二气 液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、二级加压泵单元、第二液态介质补充单元或第 二气态介质补充单元或第二液态介质补充单元和第二气态介质补充单元，还可包括第二泄 漏介质收集单元； 当第二循环采取第一种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的 朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元，第二介质补充单元，还可包 括第二泄漏介质收集元，还可设第二换热单元并放在不同位置； 当第二循环采取第二种超临界循环时，第二循环包括第二蒸发器单元即改进的朗
肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二自换热单元或第二自换
热单元和换热单元、第二介质补充单元，还可包括第二泄漏介质收集单元； 所述四种循环是基本发电循环；各循环中介质补充单元可以设计成固定式或移动
式，设计成移动式时，在系统上只做出接口 ；泄漏介质收集单元可不设；增减辅助单元的数
量，改变辅助单元的位置即成为基本循环的改型。 所述单元指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全 部。
更进一步地 所述第二循环是发电_制冷联合循环，在发电的同时输出冷量，所述发电-制冷联 合循环可以是亚临界、跨临界发电_制冷联合循环和超临界发电_制冷联合循环之一，其 中 当所述第二循环采取第一种亚临界、跨临界发电-制冷联合循环时，第二循环包 括第二蒸发器单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二储液单 元、第二液态介质加压泵单元、第二供冷单元、第二液态介质补充单元或第二气态介质补充单元或第二液态介质补充单元和第二气态介质补充单元，还可包括第二泄漏介质收集单 元； 当所述第二循环采取第二种亚临界、跨临界发电-制冷联合循环时，第二循环包
括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、
第二气液分离单元、第二气液分离单元分离出的液态介质一级加压泵单元、液态介质二级
加压泵单元、第二供冷单元、第二液态介质补充单元或第二气态介质补充单元或第二液态
介质补充单元和第二气态介质补充单元，还可包括第二泄漏介质收集单元； 当所述第二循环采取第一种超临界发电-制冷联合循环时，第二循环包括第二
蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发 电单元，第二压縮单元、第二供
冷单元、第二介质补充单元、第二泄漏介质收集和再利用单元，其中第二供冷单元可放在流
程的不同位置； 当所述第二循环采取第二种超临界发电_制冷联合循环时，第二循环包括第二 蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二自 换热单元、第二供冷单元、第二介质补充单元、第二泄漏介质收集和再利用单元，其中供冷 单元可放在流程的不同位置； 所述四种发电_制冷联合循环是发电_制冷联合循环的四种基本循环；各循环中 介质补充单元可以设计成固定式或移动式，设计成移动式时，在系统上只做出接口 ；泄漏介 质收集单元也可不设。 增减辅助单元的数量，改变辅助单元的位置即成为基本循环的改型。 所述单元中的附属单元的位置可做变通； 所述单元指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全 部。
更进一步地 在所述第二循环后接第三发电循环或第三发电_制冷联合循环，所述第三循环使 用介质的沸点比第二循环采用的介质沸点低；所述介质包括二氧化碳气、二氧化碳及其吸 收剂丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮或其他适用物质的混合物、氮气、空气、氦气等惰性气体、 氨、其他适用气体、氨的水溶液、氟里昴系列、烷烃、烯烃及烷烃、烯烃混合物中之一种或组合。
更进一步地 所述三循环的第二循环采取亚临界、跨临界发电循环或超临界发电循环或亚临 界、跨临界发电_制冷联合循环或超临界发电_制冷联合循环之一 ；所述第三循环采取亚临 界、跨临界发电循环或超临界发电循环和亚临界、跨临界发电_制冷联合循环或超临界发 电_制冷联合循环之一，第二循环与第三循环排列组合； 当所述第二循环采取第二种亚临界、跨临界发电循环时，第二循环包括第二蒸
发单元即改进的朗肯循环凝汽器，第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二凝汽
单元、第二气液分离单元、第二气液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、二级加压泵单
元、第二液态介质补充单元或第二气态介质补充单元或第二液态介质补充单元和第二气态
介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元，所述凝汽器单元即为第三循环蒸发单元； 当所述第二循环采取第一种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器，第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二冷却单元、第二 介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元； 当所述第二循环采取第二种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元即
改进的朗肯循环凝汽器，第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二冷却单元、第二
自换热单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集和二次利用单元； 当所述第三循环采取发电循环时，第三循环是亚临界、跨临界发电循环或超临界
发电循环之一； 当所述第三循环采取第一种亚临界、跨临界发电循环时，第三循环包括第二蒸发 单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二储液单元、第二加压泵 单元、第二液态介质补充单元或第二气态介质补充单元或第二液态介质补充单元和第二气 态介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元； 当所述第三循环采取第二种亚临界、跨临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发 单元即第二循环的凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单 元、第三气液分离单元、第三气液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、液体二级加压泵 单元、第三液态介质补充单元或第三气态介质补充单元或第三液态介质补充单元和第三气 态介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集单元； 当所述第三循环是第一种超临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二 循环的凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元，第三介质 补充单元，还可设第三泄漏介质收集和再利用单元； 当所述第三循环是第二种超临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二 循环的凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三自换 热单元、第三介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集单元； 当所述第三循环是第一种亚临界、跨临界发电_制冷联合循环时，第三循环包括 第三蒸发器单元即第二循环凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三 储液单元、第三液态介质加压泵单元、第三供冷单元、第三液态介质补充单元或第三气态介 质补充单元或第三液态介质补充单元和第三气态介质补充单元，其中供冷单元可放在流程 的不同位置；还可设第三泄漏介质收集单元； 当所述第三循环是第二种亚临界、跨临界发电_制冷联合循环时，第三循环包括 第三蒸发器单元即第二循环凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三 压縮单元、第三气液分离单元、第三气液分离单元分离出的液态介质一级加压泵单元、第三 液态介质二级加压泵单元、第三供冷单元、第三液态介质补充单元或第三气态介质补充单 元或第三液态介质补充单元和第三气态介质补充单元，其中供冷单元可放在流程的不同位 置；还可设第三泄漏介质收集单元； 当所述第三循环是第一种超临界发电_制冷联合循环时，第三循环包括第三蒸 发单元即第二循环凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单 元、第三供冷单元、第三介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集单元，其中供冷单元可放 在流程的不同位置； 当所述第三循环是第二种超临界发电制冷循环时，第三循环包括第三蒸发单元 即第二循环凝汽单元或第二冷却单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三自换热单元、第三供冷单元、第三介质补充单元，其中供冷单元可放在流程的不同位置；还 可设第三泄漏介质收集单元， 所述四种发电_制冷联合循环是四种发电_制冷联合循环的基本循环；增减辅助 设备或改变辅助设备的位置即成为基本循环的改型；所述单元指包括本体设备及其附属设 备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全部。 更进一步地 循环数可以大于等于四，其中第一循环是改进的朗肯循环，从第二循环开始，是
基本发电循环及改型和基本发电-制冷联合循环及改型的组合之一 ；从第三循环开始，前
一循环的膨胀单元后要增加凝汽单元或冷却单元；所述凝汽单元或冷却单元即后一循环的
蒸发单元；所述各循环中的单元，指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表
和控制之全部。
更进一步地 所述多循环的膨胀单元，是透平式膨胀机、容积式膨胀机、喷嘴之一种或二种或三
种的组合；透平式中有轴流式、离心式或二者的组合混流式，可做成冲动式(冲击式)，也可
做成反动式(反击式)；叶片能承受单相气态或单相液态或二相流液态和气态或三相流气
态、液态和固态介质的冲击；可以是一次膨胀，也可是多次膨胀；可以是一台膨胀机，也可
是多台膨胀机；透平叶轮材质，可以是合金钢以及铝合金和钛合金，可以前数级是合金钢，
介质降到某一温度后改用铝合金或钛合金，或前数级是合金钢，介质降到某一温度后改用
铝合金，再降到某一温度后改用钛合金或先改用钛合金再改用铝合金，可以在基材上喷涂、
刷涂或烧结耐磨损或耐磨损和耐冲刷或耐磨损和耐冲刷和耐腐蚀物质； 所述容积式膨胀机，可使用活塞汽缸式、滚动活塞式、摆动转子式、涡旋式、螺杆
式，所述膨胀机输出轴有二种输出方式；一种是只接发电机，第二种是一端联发电机，另一
端联压縮机。 更进一步地 所述多循环的气体压縮单元可采用轴流式、离心式、活塞式，可做成单级或二级或 多级压縮机，可以采用一台及一台以上的压縮机；轴流和离心可分成两台压縮机，也可做 成一台前数级为轴流，后一级或数级为离心，压縮后使介质接近饱和，再用容积式压縮机 压縮成液态，也可用透平或容积式压縮机直接压縮成液态；成为液态的介质用离心泵或容 积泵加压升高到必要压力，在超临界循环中，每级压縮后可带冷却器，冷却器可用循环水冷 却、空气冷却或其他介质冷却或用从前一循环凝汽器膨胀后的低温气体冷却。 更进一步地 所述的膨胀单元和压縮机单元可做成一体，即膨胀压縮机；所述膨胀压縮机的种 类和型式可以是轴流透平式、离心透平式、轴流离心混流式、往复活塞式、滚动活塞式、摆动 转子式、滑片式、螺杆式、铰接叶片式等。 更进一步地所述热力循环的设备、装置、管路采取隔热保温保冷措施，使循环成
为绝热循环或接近绝热循环。 本实用新型具有以下效果 l提高凝汽式和抽凝式朗肯循环发电机组和朗肯循环风机、压縮机、水泵机组的热 效率，由于水蒸汽的凝结潜热大于显热，本实用新型可提高朗肯循环的热效率约100% ;[0062] 2极大减少循环冷却水的消耗； 3提高机组凝汽器真空度，提高发电量； 4减少基建投资。第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种亚第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第l种超第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种超
图1为双循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第l种亚临界跨 临界发电循环，即膨胀单元出口介质为全液态，饱和态或微过冷态； 图2为双循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种亚临界跨 临界发电循环，即膨胀单元出口介质为气液二相流，饱和态； 图3为双循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第l种超临界发 电循环，膨胀单元出口气体是过热态； 图4为双循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种超临界发 电循环，膨胀单元出口气体是过热态； 图5为双循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第l种亚 临界跨临界发电-制冷循环； 图6为双循环发电及制冷流程 临界跨临界发电-制冷循环； 图7为双循环发电及制冷流程 临界发电-制冷循环； 图8为双循环发电及制冷流程 临界发电-制冷循环； 图9为三循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第l种亚临界跨 临界发电循环，第三循环是第1种亚临界跨临界发电循环； 图10为三循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环和第三循环都是 第2种亚临界、跨临界发电循环； 图11为三循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种亚临界 跨临界循环，第三循环是第1种超临界发电循环； 图12为三循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种亚临界 跨临界循环，第三循环是第2种超临界循环的三循环发电流程； 图13为三循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第1种超临界发 电循环，第三循环是第2种超临界循环的三循环发电流程； 图14为三循环发电流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环和第三循环都是 第2种超临界循环的三循环发电流程； 图15为三循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第一种 亚临界跨临界发电_制冷循环，第三循环是第二种亚临界跨临界发电_制冷循环， 图16为三循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种 亚临界跨临界发电_制冷循环，第三循环是第1种超临界发电_制冷循环的三循环流程； 图17为三循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种 亚临界跨临界发电_制冷循环，第三循环是第2种超临界发电_制冷循环的三循环流程；[0082] 图18为三循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是是第1 种超临界发电_制冷循环，第三循环是第2种超临界发电_制冷循环的三循环流程； 图19为三循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种 亚临界跨临界循环的发电_制冷循环，第三循环是第2种亚临界跨临界发电循环的三循环 流程； 图20为三循环发电及制冷流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是第2种 亚临界跨临界循环的发电循环，第三循环是第2种超临界发电_制冷循环的三循环流程。
具体实施方式
以下结合附图作进一步说明。 图l:l蒸汽锅炉2蒸汽轮机3发电机组或风机或压縮机或水泵4凝汽器5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) 10第二膨胀单元11第二发电单元12第二储液单元13第二加压泵单元14第二液态 介质补充单元15第二气态介质补充单元16第二泄漏介质收集单元 图2:1蒸汽锅炉2蒸汽轮机3发电机组或风机或压縮机或水泵4凝汽器5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) 10第二膨胀单元11第二发电单元 12第二压縮单元 13第二气液分离器单元 14第 二一级加压泵单元15第二二级加压泵单元16第二液态介质补充单元17第二气态介 质补充单元18第二泄漏介质收集单元 图3:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机或风机或压縮或水泵 4凝汽器 5凝 水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水泵9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二环发电单元12第二压縮单元13第二换热单元14第二中间 冷却单元15第二介质补充单元16第二泄漏介质收集单元。 图4:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机或风机或压縮或水泵 4凝汽器 5凝 水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水泵9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二自换热单元14第二介质 补充单元15第二泄漏介质收集单元。 图5:1蒸汽锅炉2蒸汽轮机3发电机组或风机或压縮机或水泵4凝汽器5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) 10第二膨胀单元11第二发电单元12第二储液单元13第二加压泵单元14第二供冷 单元15第二液态介质补充单元16第二气态介质补充单元17第二泄漏介质收集单元 图6:1蒸汽锅炉2蒸汽轮机3发电机组或风机或压縮机或水泵4凝汽器5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) 10第二膨胀单元11第二发电单元12第二压縮单元13第二气液分离单元14第二一 级加压泵单元 15第二二级加压泵单元 16第二供冷单元 17第二液态介质补充单元 18第二气态介质补充单元19第二泄漏介质收集单元。 图7:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机或风机或压縮机或水泵 4凝汽器 5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀机组单元ll第二发电机单元12第二压縮单元13第二供冷单元14第二介质补充单元15第二泄漏介质收集单元。 图8:1蒸汽锅炉2蒸汽轮机3发电机组或风机、水泵4凝汽器5凝水泵6 化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)IO第二膨 胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二自换热单元14第二供冷单元15 第二介质补充单元16第二泄漏介质收集单元。 图9:1蒸汽锅炉2蒸汽轮机3发电机组或风机、水泵4凝汽器5凝水泵6 化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)IO第二膨 胀单元ll第二发电单元12第二凝汽单元13第二储液单元14第二加压泵单元15 液态第二介质补充单元16气态第二介质补充单元17泄漏第二介质收集单元。18第三 蒸发单元(也是第二循环凝汽单元)19第三膨胀单元20第三发电单元21第三储液 单元22第三加压泵单元23第三液态介质补充单元24第三气态介质补充单元25第三 泄漏介质收集单元 图10:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机、水泵 4凝汽器 5凝水泵 6化学水处理 7除氧器 8锅炉给水 9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)10第 二膨胀单元 ll第二发电单元 12第二凝汽单元 13第二储液单元 14第二加压泵单 元 15液态第二介质补充单元 16气态第二介质补充单元 17泄漏第二介质收集单元。 18第三蒸发单元(也是第二循环凝汽单元)19第三膨胀单元20第三发电单元21第 三介质压縮单元22第三气液分离单元23第三一级加压泵单元24第三二级加压泵单 元25第三液态介质补充单元26第三气态介质补充单元27第三泄漏介质收集单元 图11 :1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机或压縮机或水泵 4凝汽器 5凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二凝汽单元14第二气液 分离单元15第二一级加压泵单元16第二二级加压泵单元17第二液态介质补充单元 18第二气态介质补充单元19第二泄漏介质收集单元20第三蒸发单元21第三膨胀单 元22第三发电单元23第三压縮单元24第二介质补充单元25第二泄漏介质收集单 元 图12:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机或压縮机或水泵 4凝汽器 5凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二凝汽单元14第二气液 分离单元15第二一级加压泵单元16第二二级加压泵单元17第二液态介质补充单元 18第二气态介质补充单元19第二泄漏介质收集单元20第三蒸发单元21第三膨胀单 元22第三发电单元23第三压縮单元24第三自换热单元25第三介质补充单元26 第三泄漏介质收集单元 图13:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机或压縮机或水泵 4凝汽器 5凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二冷却单元14第二介质补 充单元15第二泄漏介质收集单元16第三蒸发单元17第三膨胀单元18第三发电单 元19第三压縮单元20第三自换热单元21第三介质补充单元22第三环泄漏介质收 集单元[0099] 图14:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机3发电机或风机或压縮机或水泵4凝汽器5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二冷却单元14第二自换热 单元15第二介质补充单元16第二泄漏介质收集单元17第三蒸发单元(也是第二循环 凝汽单元)18第三膨胀单元19第三发电单元20第三压縮单元21第三自换热单元 22第三介质补充单元23第三泄漏介质收集单元 图15:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机、水泵 4凝汽器 5凝水泵 6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)10第二 膨胀单元ll第二循环发电单元12第二凝汽单元13第二储液单元14第二加压泵单 元15第二供冷单元16第二液态介质补充单元17第二气态介质补充单元18第二泄漏 介质收集单元。19第三蒸发单元(也是第二循环凝汽单元)20第三膨胀单元21第三 发电单元22第三介质压縮单元23第三气液分离单元24第三一级加压泵单元25第 三二级加压泵单元26第三供冷单元27第三液态介质补充单元28第三气态介质补充 单元29第三泄漏介质收集单元 图16:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机、水泵 4凝汽器 5凝水泵 6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)10第二 膨胀单元ll第二循环发电单元12第二压縮单元13第二凝汽单元14第二气液分离 单元15第二一级加压泵单元16第二二级加压泵单元17第二供冷单元18第二液态 介质补充单元19第二气态介质补充单元20第二泄漏介质收集单元。21第三蒸发单元 (也是第二循环凝汽单元)22第三膨胀单元23第三发电单元24第三介质压縮单元25 第三供冷单元26第三介质补充单元27第三泄漏介质收集单元 图17:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机、水泵 4凝汽器 5凝水泵 6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)10第二 膨胀单元ll第二循环发电单元12第二压縮单元13第二凝汽单元14第二气液分离 单元15第二一级加压泵单元16第二二级加压泵单元17第二供冷单元18第二液态 介质补充单元19第二气态介质补充单元20第二泄漏介质收集单元。21第三蒸发单元 (也是第二循环凝汽单元)22第三膨胀单元23第三发电单元24第三介质压縮单元25 第三自换热单元26第三供冷单元27第三介质补充单元28第三泄漏介质收集单元 图18:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机3发电机或风机或压縮机或水泵4凝汽器5 凝水泵6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器) IO第二膨胀单元ll第二发电单元12第二压縮单元13第二冷却单元14第二供冷单 元15第二介质补充单元16第二泄漏介质收集单元17第三蒸发单元(也是第二循环 凝汽单元)18第三膨胀单元19第三发电单元20第三压縮单元21第三自换热单元 22第三供冷单元23第三介质补充单元24第三泄漏介质收集单元 图19:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机、水泵 4凝汽器 5凝水泵 6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)10第二 膨胀单元ll第二循环发电单元12第二压縮单元13第二凝汽单元14第二气液分离 单元15第二一级加压泵单元16第二二级加压泵单元17第二供冷单元18第二液态 介质补充单元19第二气态介质补充单元20第二泄漏介质收集单元。21第三蒸发单元(也是第二循环凝汽单元)22第三膨胀单元23第三发电单元24第三介质压縮单元25 第三气液分离单元26第三一级加压泵单元27第三二级加压泵单元28第三液态介质 补充单元29第三气态介质补充单元30第三泄漏介质收集单元 图20:1蒸汽锅炉 2蒸汽轮机 3发电机组或风机、水泵 4凝汽器 5凝水泵 6化学水处理7除氧器8锅炉给水9第二蒸发单元(也是第一循环凝汽器)10第二 膨胀单元ll第二循环发电单元12第二压縮单元13第二凝汽单元14第二气液分离 单元 15第二一级加压泵单元 16第二二级加压泵单元 17第二液态介质补充单元 18 第二气态介质补充单元19第二泄漏介质收集单元。20第三蒸发单元(也是第二循环凝汽 单元)21第三膨胀单元22第三发电单元23第三介质压縮单元24第三自换热单元 25第三供冷单元26第三介质补充单元27第三泄漏介质收集单元 本实用新型是一种多循环发电热力系统，目的是把蒸汽的凝结潜热也利用起来发 电。途径是用第二介质代替循环冷却水。具有一定压力能的第二介质吸收水蒸汽的凝结潜 热后，或者由液态变成气态体积增大，或者是气态由低温升至高温体积增大，把水蒸汽的潜 热能变成第二介质的压力能和动能，推动第二介质膨胀单元运动部件运动进而带动发电机 发电或发电兼提供冷量。 当第二介质循环不能完全把水蒸汽的潜热变成机械能进而转化成电能时，可再加
一级第三介质膨胀做功循环，以获得更多的可转换能量。其循环同第二循环，但介质改成适
于在更低温度下做功的第三介质。同理，可以增加第四循环、第五循环。 采用超临界循环时，也可使用空气或循环冷却水带走部分能量，但与水蒸汽的凝
结潜热相比要小得多。可把水蒸汽的大部分凝结潜热转化成机械能进而转化成电能，极大
地减少冷却循环水的消耗和提高凝汽式和抽凝式机组的循环热效率。 采取双循环发电还有附加效益。由于第二介质沸点低，能较大幅度地提高朗肯循 环凝汽器的真空度，尤其是在夏季循环水温高导致凝汽器真空下降使得汽轮机出力下降时 更为明显。因此可提高发电量或出力1% 3%以上。 理论上，现发电厂的双曲线冷却塔可以弃之不用，新建火力发电厂可不建双曲线 冷却塔或建小规格冷却塔，节约大量投资，极大地减小循环冷却水的消耗，改善环境。 本实用新型至少包括第一循环、第二循环，还可包括第三循环，甚至第四循环、第 五循环。 第一循环为改进的朗肯循环，包括水蒸汽锅炉、水蒸汽汽轮机，发电机或风机或压 縮机或水泵，凝汽器及附属设备。机组有凝汽式和抽凝式。不同之处是凝汽器不再使用循 环冷却水，而是使用低沸点介质。低沸点介质不上冷却塔降温，而是做功降温。 低沸点介质多循环发电的基本单元是蒸发单元、膨胀单元、发电单元、和介质加压 单元，即液体加压泵单元或气体压縮单元或液体加压泵单元和气体压縮单元。其他单元是 辅助单元，根据循环性质和设计需要可增减辅助单元和变换辅助单元位置。如介质补充装 置可设计成固定式和移动式两种，当采取移动式补充装置时，在系统上只设接口。进而若设 计成不需要补充介质且制造精良或其他原因也可取消介质补充装置；根据流程设计及性价 比等因素全面考虑，可以不设泄漏介质收集装置。 图l 图4是低沸点介质双循环发电的四种基本流程。第二循环种类图1是第1 种亚临界、跨临界发电循环，图2是第2种亚临界、跨临界发电循环，图3是第1种超临界发电循环，图4是第2种超临界发电循环。 如图l所示。改进的朗肯循环由水蒸汽锅炉1、蒸汽轮机2、发电机组或风机、水泵 3、凝汽器4、凝水泵5、化学水处理6、除氧器7、锅炉给水8及附属设备如省煤器、高低压加 热器、疏水扩容器、定排、连排、阀门、管道、脱硫除尘装置及控制系统等火力发电厂部分或 全部设备、装置组成。但凝汽器已不是用循环冷却水作冷却工质，而是采用二氧化碳气、二 氧化碳及其吸收剂丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮或今后开发出的新的溶剂的混合物、氮气、 空气、氦气、氩气、氢气、氨或其他适用气体、氨的水溶液、氟里昴系列、烷类、烯类、苯类及烷 类、烯类苯类化合物，以上物质中之一种或组合，统称低沸点介质。由低沸点介质代替循环 冷却水吸收做完功的水蒸汽的潜热再通过做功发电降温，而不是通过冷却塔蒸发降温，不 再使用循环冷却水或使用很少的循环冷却水，因此双曲线冷却塔只做备用或极大地减小冷 却塔的规格。水蒸汽凝结成水，被凝水泵送到化学工段精处理或直接进除氧器再送给锅炉 循环使用。 第二循环同第一循环类似，但没有使用燃料的锅炉，其"锅炉"即蒸发器是第一循 环的凝汽器。物态变化和做功的不再是水蒸汽，而是低沸点介质。常压下气化点即沸点为 零上8(TC至零下273t:，首选低沸点介质的汽化温度低于常温，在朗肯循环凝汽器温度和 管程压力下能够汽化，凝汽器温度控制在适当适温度范围内，以低于35t:为佳，不但不影 响第一循环的发电效率或出力，而且增加第一循环的发电量或出力。如凝汽器温度每降低 6 7t:，汽轮机出力增加1%。汽化温度在32t:以下时，可明显提高夏季循环冷却水温高
于32t:地区的凝汽式和抽凝式机组的出力。低沸点介质吸收第一循环做完功的水蒸汽的凝
结潜热，把水蒸汽冷凝成水，低沸点介质吸热后气化，把水蒸汽凝结潜热转化成机械能，推 动第二循环膨胀单元使其转子旋转或活塞运动进而带动发电机发电。 第二循环和第三循环都可以是亚临界循环、跨临界循环和超临界循环之一。图1
至图8所示为基本循环。第二循环和第三循环可以是上述基本循环及其改型的组合。 在亚临界、跨临界循环和超临界循环中不设介质补充单元，只设补充接口 ，不要泄
漏介质收集单元，变换换热单元、供冷单元的位置和数量都是基本循环的改型，每种基本循 环和基本循环、基本循环和基本循环改型、基本循环改型和基本循环改型都可据需要组合。 图1所示第二发电循环是第1种亚临界和跨临界发电循环，由第一循环的凝汽器4 即第二循环的蒸发器单元也是第二循环的锅炉单元9、第二膨胀单元10、第二发电单元11、 储液单元12、加压泵组单元13、第二液态介质补充单元14、第二气态介质补充单元15、泄漏 第二介质收集和再利用装置单元16以及配套装置、控制装置组成。 其中凝汽器壳程进口接汽轮机排汽，壳程出口接凝结水系统，管程进口接二级加 压泵出口 ，管程出口接膨胀单元进口 ，膨胀单元出口接储液单元进口 ，储液单元出口接加压 泵单元进口，加压泵单元出口接凝汽器管程进口。膨胀单元的输出轴接发电单元输入轴。 循环过程是在第一循环的凝汽器4即第二循环的蒸发单元9内，高压低温的液态 第二介质吸收朗肯循环做完功的水蒸汽的凝结潜热把水蒸汽凝结成水后自身气化，进入第 二膨胀单元10，压力降低体积膨胀，把压力能变成动能，推动膨胀单元转子旋转或活塞运动 做功，带动发电单元11发电，做完功的第二介质温度降低到液化温度或二相点温度或三相 点温度，全部液化成液体进入储液单元12，经加压泵单元13升到高压、亚临界或临界功超 临界压力进入蒸发单元即第一循环凝汽器开始第二次循环。[0122] 为补充介质损耗，在储液单元12与第二加压泵13之间设液态介质补充单元14，在
蒸发单元9和膨胀单元10之间设气态介质补充单元15，用于在系统内介质储量下降时向系
统补充介质，据情况也可只设接口或不设；泄漏介质收集单元16用于收集泄漏介质，主要
是膨胀单元轴封漏气，若设计成无泄漏型或泄漏介质价值很低等原因也可不设。 主机上装有压力、温度、流量、振动等测量和指示仪表以及自动控制系统，包括压
力、流量、温度、转速等的调节以及振动监测、保护和故障处理等，仪表有就地指示和变送到
远方主控室显示，有就地操作盘和主控制室操作台或控制盘。 图2所示第二循环是第2种亚临界和跨临界发电循环，与第1种发电循环区别是 膨胀单元出口介质是气液两相流。由第一循环的凝汽器4即第二循环的蒸发器单元也是第 二循环的锅炉单元9、第二膨胀单元10、第二发电单元11、分离出的第二介质蒸汽压縮单元 12、第二气液分离装置单元13、一级加压泵组单元14、二级加压泵单元15、第二液态介质补 充单元16、第二气态介质补充单元17、泄漏第二介质收集和再利用装置单元18以及配套装 置、控制装置组成。 其中凝汽器壳程进口接汽轮机排汽，壳程出口接凝结水系统，管程进口接第二二 级加压泵出口 ，管程出口接膨胀单元10进口 ，膨胀单元出口接第二气液分离单元进口 ，气 液分离单元气体出口接第二压縮单元进口，第二压縮单元出口与第二一级加压泵出口并 联；气液分离单元液体出口接第二一级加压泵单元进口，一级加压泵单元出口与第二压縮 单元出口并联后接二级加压泵单元进口 ， 二级加压泵单元出口接凝汽器管程进口 。膨胀单 元的输出轴接发电单元输入轴和压縮单元输入轴，压縮单元也可由电动机单独拖动。 循环过程是在第一循环的凝汽器4即第二循环的蒸发单元9内，高压低温的液
态第二介质吸收朗肯循环做完功的水蒸汽的凝结潜热把水蒸汽凝结成水后自身气化，进入 第二介质膨胀单元10，压力降低体积膨胀，把压力能变成动能，推动膨胀单元转子旋转或活 塞运动做功，带动发电单元11发电，还可同时带动压縮单元12对分离出的气态第二介质加 压。做完功的第二介质温度降低到液化温度或二相点温度或三相点温度，部分是液体部分 是气体，进入气液分离器单元13。分离出的液体经一级加压泵单元14加压送给二级加压泵 15。分离出的气体进入压縮单元12，由于气体温度是饱和温度或接近饱和温度，压縮单元 12无需耗费很大的功就可把其压縮成液体，与一级泵送出的液体汇合进入二级加压泵15。 二级加压泵15把低沸点液态介质加压到较高压力如亚临界或临界甚至超临界压力送入蒸 发器单元9，吸收朗肯循环做完功的水蒸汽的潜热再次气化和做功。 为补充损耗，在一级加压泵14后设低沸点液态介质补充单元16，在蒸发单元后设
低沸点气态介质补充单元17对漏损介质补充。也可全面考虑补充介质的压力、物态及尽可
能取得效益等因素选取补充点。为节约第二介质用量，设泄漏低沸点介质收集装置18，收集
后再利用。根据流程设计，介质补充单元和泄漏介质收集单元也可不设。 本处所述的单元包括主机、辅助设备、仪表和控制等全部，可以是几个机组串联或并联。 主机上装有压力、温度、流量、振动等测量和指示仪表以及自动控制系统，包括压 力、流量、温度、转速等的调节以及振动监测、保护和故障处理等，仪表有就地指示和变送到 远方主控室显示，有就地操作盘和主控制室操作台或控制盘。 循环中，由于第二介质膨胀到饱和态或接近饱和，压縮成液体所消耗的功占整个膨胀功的比例很小。以用二氧化碳做工质为例，假定从7.372Mpa膨胀到0Mpa，只要压縮到
0. 5179Mpa就液化成液体。再用泵加压到7. 372Mpa，取得的有用功为膨胀功减压縮功再减
去水泵的提升液体压力的功及损耗，即有用功与循环效率的乘积减压縮功。由于同样的压
差和扬程，气体的膨胀功远大于液体的升压功，所以可取得可观的有用功。 图l所示的第l种亚临界、跨临界发电循环，其介质由气态直接膨胀到液态，与图
2相比，省去了气体压縮单元12和一级加压泵单元14，把汽液分离单元改成储液单元。由
于省去了气体的压縮功，取得的效益更大，但膨胀单元的设计制造难度要大得多。 膨胀做完功的第二介质也可以是微过热气态，被压縮机较容易地压縮成液体。这
样做的优点是膨胀机不存在液滴的冲击，容易制作且寿命长。 当采用超临界循环时，即循环中无液体产生，介质始终在过热气态运行。此种循环 去掉气液分离器、一级泵、二级泵，增加气体冷却单元，根据介质压縮工况采取一级压縮一 级冷却或多级压縮、多级冷却以减小压縮功，最大限度地取得有用功。 图3为第二循环是第1种超临界发电循环采用外部介质冷却的流程。第二循环由 第一循环的凝汽器4即第二循环的蒸发器单元9、第二膨胀单元10、第二发电单元11、第二 压縮单元12、第二冷却单元13、第二中间冷却单元14、第二介质补充单元15、第二泄漏介质 收集单元16组成。其中凝汽器壳程进口接汽轮机排汽，壳程出口接凝结水系统，管程出口 接膨胀单元入口 ，膨胀单元出口接压縮单元入口 ，压縮单元出口接冷却单元入口 ，冷却单元 出口接凝汽器管程入口，中间冷却单元进口接压縮单元低压级出口，中间冷却单元出口接 压縮单元下一级进口 。循环过程是高压低温气体进入朗肯循环凝汽器，吸收做完功的水蒸 汽的凝结潜热使水蒸汽凝结成水，气体升温体积膨胀进入膨胀单元，把压力能变成动能使 膨胀单元输出轴运动带动发电单元转子旋转发电或同时带动压縮单元对膨胀后的气体加 压。压縮单元也可用电动机单独拖动。 一种流程设计是压縮后的气态介质温度升高到常温 以上，进入冷却器，用循环冷却水或空气降温到某一设计数值，目的提高第一循环凝汽器的 真空度，第二种设计是设压縮单元温升很高需要级间冷却以减少压縮功和提高压縮效率， 设中间冷却器在压縮中途把气体引出，冷却降温后送入压縮单元下一级然后进入蒸发器单 元9，若压縮单元出口气体温度仍较高，则设冷却单元继续对气冷却，降温后再进入凝汽器 9，吸收水蒸汽的潜热再次循环；当流程设计压縮后气体温度仍然很低，则可不设换热器，压 縮后直接进入蒸发单元再次循环。 图4所示第二循环是第二种超临界发电循环，包括凝汽器4即和二循环蒸发单元 9、膨胀单元10、发电单元11、压縮单元12、自换热单元13、介质补充单元14和泄漏介质收 集单元15。其中凝汽器壳程进口接汽轮机排汽，壳程出口接凝结水系统，管程出口接自换热 单元壳程进口 ，自换热单元壳程出口接膨胀单元进口 ，膨胀单元出口接压縮单元进口 ，压縮 单元出口接自换热单元管程进口，自换热单元管程出口接凝汽器管程入口。本流程特点是 设自换热单元。第二循环是自换热流程，把换热单元设在蒸发单元9和膨胀单元10之间。 用从第一循环凝汽器出来相对温度较低的气体对压縮后温度较高的气体降温以提高凝汽 器的真空度。同时升高出凝汽器进膨胀单元的气体温度，提高膨胀单元的做功能力。循环 过程是高压低温气体进入朗肯循环凝汽器4即第二蒸发单元9，吸收做完功的水蒸汽的凝 结潜热使水蒸汽凝结成水，气体升温体积膨胀进入自换热单元13壳程与管程的压縮后的 气体换热进入膨胀单元IO，把压力能变成动能使膨胀单元输出轴运动带动发电单元11转子旋转发电或同时带动压縮单元12 ;膨胀后的气体进入压縮单元12被压縮，压力升高体积 縮小后进入自换热单元13管程，与壳程气体换热后进入蒸发器的管程重复循环。若压縮单 元中间级温度过高，可如图3 —样设中间冷却单元对气体降温。 当采用第二循环不能把第一循环做完功的水蒸汽的潜热完全转化成机械能进而 转化成电能，即第二循环还有可利用的热能，可采用第三循环继续做功，以获得更多的可转 换能量。第三循环组成基本同第二介质循环，但所用介质的沸点比第二循环介质沸点低。由 于第二循环做功量大，大功率更适合透平膨胀机，当采用亚临界和跨临界循环时须解决后 几级叶片抗液滴冲刷。若采用超临界循环则可避开液滴冲刷。为把第一循环水蒸汽的潜热 尽可能地转化成电能，采用第三循环继续能量转化是办法之一。 图9 图14是有代表性的六个三循环发电流程。图9的第二循环和第三循环都是 第1种亚临界、跨临界循环；图10的第二循环是第1种亚临界、跨临界循环，第三循环是第 2种亚临界、跨临界循环；图11的第二循环是第2种亚临界、跨临界循环，第三循环是第1 种超临界循环；图12的第二循环是第2种亚临界、跨临界循环，第三循环是第2种超临界循 环；图13的第二循环是第1种超临界循环，第三循环是第2种超临界循环；图14的第二循 环和第三循环都是第2种超临界循环。还有其他组合方式不在此一一列举。 三循环的第一循环与双循环的第一循环相同。第二循环与双循环的第二循环相 比，在膨胀单元出口增设了凝气单元或冷却单元。如图9、图10增加了凝汽单元12即第三 循环蒸发单元18，图11和图12增加了凝汽单元13即第三循环蒸发单元20，图13增加了 第二冷却单元13即第三循环蒸发单元16。图14增加了第二冷却单元13即第三循环蒸发 单元17。 以图10为例，说明如下本三循环流程第一循环是改进的朗肯循环，第二循环是 第1种亚临界、跨临界发电流程，第三循环是第2种亚临界、跨临界发电流程。第二循环由 第一循环的凝汽器4即第二循环的蒸发单元9、第二膨胀单元10、第二发电单元11、第二凝 汽单元12 (也是第三循环蒸发单元18)、第二储液单元13、第二加压泵单元14、第二液态介 质补充单元15、第二气态介质补充单元16、第二泄漏介质收集单元17以及配套装置、控制 装置组成。其中凝汽器4壳程进口接汽轮机排汽，壳程出口接凝结水系统，管程进口接第二 加压泵14出口 ，管程出口接膨胀单元10进口 ，膨胀单元10出口接第二凝汽单元12壳程进 口 ，第二凝汽单元12壳程出口接第二储液单元13进口 ，储液单元13出口接第二加压泵单 元14入口，第二加压泵单元14出口接凝汽器管程进口。膨胀单元的输出轴接发电单元输 入轴。第二循环过程是在第一循环的凝汽器4即第二循环的蒸发单元9内，高压低温的液 态第二介质吸收朗肯循环做完功的水蒸汽的凝结潜热把水蒸汽凝结成水后自身气化，进入 第二膨胀单元IO，体积膨胀把压力能变成动能，使膨胀单元输出轴运动，带动发电单元11
发电，做完功的第二介质温度降低到接近液化温度或接近二相点温度温度进入第二凝汽单
元12，在凝汽单元内把热量传给第三循环沸点更低的低沸点介质，全部液化成液体，进入储
液单元13。经一级加压泵单元1加压到亚临界或临界或超临界压力送入第二蒸发器单元9
进行第二次循环，吸收朗肯循环做完功的水蒸汽的潜热再次气化和做功。 为补充损耗，可在第二加压泵14后设第二低沸点液态介质补充单元15，在第二蒸
发单元后设第二低沸点气态介质补充单元16对漏损介质补充。综合考虑补充介质的压力、
物态及尽可能取得效益等因素选取补充点，当设计成移动式只设补充接口或不考虑补充装置。为节约介质用量，设第二泄漏介质收集装置17，收集后再利用，也可不设。 第三循环由第二凝汽单元12即第三蒸发单元18、第三膨胀单元19，第三发电单元 20，第三压縮单元21 ，第三气液分离单元22，第三一级加压泵单元23，第三二级加压泵单元 24第三液体介质补充单元25，第三气体介质补充单元26，第三泄漏介质收集单元27等及 所有配套装置、设施、部件、元件和仪表及控制系统组成。循环过程是更低沸点的高压低温 第三介质在第二凝汽单元12即第三蒸发单元18内吸收第二介质的热能把第二介质液化成 液体而自身气化体积增大，进入第三膨胀单元19，推动膨胀单元输出轴运动，带动第三发电 单元20发电，把第二循环介质的热能转化机械能进而转化成电能。从膨胀单元出来的第三 循环气液两相流介质进入第三气液分离单元22，分离出的气体进入压縮单元21压縮成液 体，分离出的液体先用第三一级加压泵23加压到与压縮单元出口压力相同，二液体汇合后 再经第三二级加压泵单元24加压到亚临界或临界或超临界压力，进入第三蒸发单元18即 第二凝汽单元12开始第二次循环。由于第三循环是在更低温度下运行，蒸发单元18即第 二循环凝汽单元12可把出自第二膨胀单元10的第二循环介质冷却到液化点以下即全部液 化。 本实用新型主要用于增加发电量，但也可同时提供冷量，即发电-制冷联合循环。 做法是根据需要的冷量级别，在第二循环、第三循环的适宜环节中增加一台或多台换热器， 对提取冷量的介质降温即提供冷量。此时循环成为发电_制冷联合循环。 图5 图8所示为双循环发电_制冷联合循环的四种基本流程，图5是第1种亚临 界、跨临界发电_制冷联合循环，图6是第2种亚临界、跨临界发电_制冷联合循环，图7是 第1种超临界发电_制冷联合循环，图8是第2种超临界发电_制冷联合循环。 以图8为例，说明如下其第二循环包括蒸发单元9，膨胀单元10，发电单元11，压 縮单元12、自换热单元13、供冷单元14、介质补充单元15、泄漏介质收集单元16。其中蒸 发单元9管程出口接自换热单元13壳程进口 ，自换热单元出口接膨胀单元10进口 ，膨胀单 元输出轴接发电单元ll和压縮单元12输入轴，膨胀单元出口接压縮单元12进口，压縮单 元出口接自换热单元13管程进口 ，自换热单元管程出口接蒸发单元9管程进口 。工作流程 是高压低温第二介质进入蒸发单元9，吸朗肯循环做完功的水蒸汽的凝结潜热气化，同时 使水蒸汽凝结。气体介质进入自换热单元13壳程与压縮单元来的进入管程的热介质换热 吸收热量后进入膨胀单元做功，推动膨胀单元转子旋转或活塞运动，做功后降温到设计温 度， 一般是接近饱和温度，再进入压縮单元被压縮升压，升压后温度升高，进入自换热单元 管程把一部分热量传给蒸发单元9来的介质后进入蒸发单元管程重复循环。供冷单元14 据温度需要接在流程适宜处，如图示在蒸发单元前后。介质补充单元15可做成固定式或移 动式，做成移动式时只在系统上做接口，也可不设介质补充。泄漏介质收集单元16可设可 不设。 图15 图20是有代表性的三循环发电_制冷联合循环。图15的第二循环是第1 种亚临界、跨临界联合循环，第三循环是第2种亚临界、跨临界联合循环，图16的第二循环 是第2种亚临界、跨临界联合循环，第三循环是第1种超临界联合循环。图17的第二循环 是第2种亚临界、跨临界联合循环，第三循环是第2种超临界联合循环。图18的第二循环 是第1种超临界联合循环，第三循环是第2种超临界联合循环。图19的第二循环是第2种 亚临界、跨临界联合循环，第三循环是第2种亚临界、跨临界发电循环。图20的第二循环是第2种亚临界、跨临界发电循环，第三循环是第2种超临界联合循环。 以图20为例第二循环是第2种亚临界、跨临界发电循环，包括第二循环蒸发器 单元9即第一循环凝汽器4、第二膨胀单元10、第二发电单元11、第二压縮单元12、第二凝 汽单元13、第二气液分离单元14、第二一级加压泵单元15、第二二级加压泵单元16、第二液 态介质补充单元17、第二气态介质补充单元18、第二泄漏介质收集单元19组成。其中蒸发 器单元9管程出口接膨胀单元10进口 ，膨胀单元10输出轴接发电单元11输入轴和压縮单 元12输入轴，压縮单元也可用电动机单独拖动，介质出口接凝汽单元13入口，凝汽单元13 出口接气液分离单元14入口 ，气液分离单元分离出的气体进压縮单元12被压縮成液体，排 出后与第二一级加压泵出口并联汇合，气液分离单元分离出的液体进第二一级加压泵单元 15，一级加压泵单元把液体加压至与压縮单元12出口压力相同，二液体汇合后进第二二级 加压泵单元16，被加压到亚临界、跨临界或超临界压力，进入第二循环凝汽单元9做第二次 循环。 第三循环是第2种超临界发电-制冷联合循环，包括第二循环凝汽单元13即第三 循环蒸发单元20、第三膨胀单元21、第三发电单元22、第三压縮单元23、第三自换热单元 24、第三供冷单元25、第三介质补充单元26、第三泄漏介质收集单元27。工作流程是高压 更低温度的第三介质在第二凝汽单元13即第三蒸发单元20内吸收第二介质的凝结潜热把 第二介质完全冷凝成液体，自身气化体积增大温度降低，进入第三自换热单元24，吸收来自 第三压縮单元的第三介质热量后进入膨胀单元21，把压力能变动能推动膨胀单元运动件运 动，带动第三发电单元22转子转动或活塞运动，把压力能变成动能进而变成电能，做功后 温度降低，进入第三压縮单元23被压縮到设计压力，压縮后温度升高，进入自换热单元24， 与膨胀后介质换热，换热后进入第三蒸发单元20再次循环。供冷单元25有四个位置可放 置，依据要求提供的冷量和温度等级选择。介质补充单元26可设计成固定式或移动式两 种，设计成移动式时系统上只做接口，根据流程设计也可不要介质补充。泄漏介质收集单元 27收集泄漏介质再利用，根据流程设计也可不要。 无论是双循环还是三循环还是三循环以上，无论是发电循环还是发电_制冷联合 循环，都可据需要由基本循环及其改型任意组合。两个循环啣接部设前一循环凝汽单元或 冷却单元即后一循环的蒸发单元，当前一循环是亚临界、跨临界循环时还要设加压泵单元。 循环中，介质物态变化如下 介质全程在气态循环，不发生物态变化。即始终在过热状态。但为降低压縮功耗，
出膨胀机时温度尽量接近饱和温度或达到饱和温度。 气态有过热态，即始终在过热态循环。 有过热态与饱和态转化，如出膨胀单元是饱和态，进压縮单元被压縮成过热态。 循环中介质物态有气态、液态的转化甚至有气态、液态和固态的转化。亚临界、跨
临界循环是在气态、液态转化中循环；当采用二氧化碳做工质时，液态二氧化碳气化时若外
界能量供应不足或不及时，则会生成部分干冰，即出现气态、液态和固态的转化。 加压后的压力超高，做功能力越大，加压到较高压力、高压力、亚临界压力、临界压
力、超临界压力，做功能力依次加大，做功后温度依次可降得更低，更易于压縮，即消耗的压
縮功越小。但对于气态介质，压縮后的温升也越高。当超过某一数值如第一循环凝汽器温
度，或者为实现循环流程需要，要加降温冷却单元对压縮过程中和压縮后的介质降温。[0155] 第二循环和第三循环及三循环以上的多循环，其介质膨胀过程有以下方式l. 一 次膨胀；2. 二次及多次膨胀；3.每次膨胀可以是一级；4.每次膨胀可以是多级。
介质循环做功的核心设备是膨胀单元的膨胀机，其种类有 1.透平膨胀机包括轴流式、离心式及其组合轴流离心混流式。 一种膨胀全过程都 是气态，叶片只承受气体的推动。第二种膨胀是到饱和温度或二相点、三相点温度，末数级 叶片能承受部分液化及全部液化的甚至有固体颗粒介质的冲击。透平可做成冲动(冲击) 式，也可做成反动(反击)式。透平叶轮材质，可以是合金钢以及铝合金或钛合金。也可前 数级是合金钢，介质降到某一温度后改用铝合金或钛合金，或合金钢、铝合金、钛合金的组 合；可以在基材外喷涂、刷涂或烧结耐磨损或耐磨损和耐冲刷或耐磨损和耐冲刷和耐腐蚀 物质。 2.容积式膨胀机。包括活塞汽缸式、滚动活塞式、摆动转子式、涡旋式、螺杆式。容 积式膨胀机，对液滴的敏感度低于透平机。 3.喷嘴。 4.采用透平膨胀机、容积式膨胀机和喷嘴之二或之三的组合。 降低温度和压縮可取以下流程 1.第二循环、第三循环及第三循环以上的循环气态介质膨胀直接液化成液体。液 态介质用泵加压，再进入前一循环凝汽器。 2.第二循环第三循环气态介质膨胀到饱和态，即有液体又有气体甚至有固体，是 二相流或三相流，经气液分离，分离出的液体用加压泵单元加压，分离出的气体用压縮单元 加压成液体，二者再用二级加压泵单元加压进入前一循环凝汽器。 3.第二循环、第三循环气态介质膨胀后仍是气体，但已接近饱和温度，目的是最大 限度地减小压縮功，很容易地被压縮机压縮成液体，再用泵继续加压。升压后进入前一循环 过冷单元。 4.第二循环、第三循环气态介质膨胀做功后仍是气体，过热度较高，但根据流程需 要设计好膨胀终温，尽量减小压縮功。用压縮机加压后根据需要用空气或循环冷却水或另 一介质降温到设计值，进入前一介质凝汽单元或过冷单元。 压縮和冷却的级数和次数，无论是亚临界、跨临界还是超临界，都根据介质特性可 设计成一级或多级压縮，一次或多次压縮，无冷却或一级(次)冷却或多级(次)冷却，包 括压縮单元内的中间冷却。 压縮单元的压縮机种类可以是透平式和容积式，透平式可以是轴流式、离心式和 轴流、离心混流式，即前数级为轴流式，后一级或数级做成离心式。容积式中可以是往复式 (包括活塞式、斜盘式)、涡旋式、滑片式、滚动活塞式、螺杆式。透平压縮机叶轮或叶片表面 可以喷涂、刷涂或烧结其他物质。 压縮过程可用透平把介质压縮到接近饱和，再用容积式压縮机压縮成液态。也可 用透平直接压縮成液态，或只用容积式压縮成液态。成为液态的介质用离心泵或容积式泵 加压升高到必要压力。 第二循环和第三循环的膨胀机及压縮机的轴封、壳体密封及系统和管路密封，采 用已知的成熟的或今后研究出的密封技术，如迷宫密封、石墨密封、介质密封等，防止工质 泄漏。[0170] 膨胀机除拖动发电机，还可同时拖动压縮机，与现在的燃气轮机组相似。即膨胀机 一端联发电机，另 一端联压縮机。 膨胀压縮机种类把膨胀机和压縮机做在一个壳体内。种类有轴流式、离心式、轴 流离心混流式、往复活塞式、滚动活塞式、摆动转子式、滑片式、螺杆式、铰接叶片式等。 为补充泄漏损失，设第二循环和第三循环介质补充接口和补充装置。补充口的位 置，当采用液态介质补充时设在二级加压泵单元之前或蒸发单元之前。当采用气态介质补 充时根据补充介质的压力、膨胀机进气前的压力设在适宜处、不浪费补充介质的能量又取 得最大发电能力或出力处。补充装置可设计成固定式和移动式两种，当采取移动式补充装 置时，在系统上只设接口。进而若设计成不需要补充介质且制造精良或其他原因也可取消 介质补充装置；根据流程设计及性价比等因素全面考虑，可以不设泄漏介质收集装置。 由于第二第三介质循环是在低温下运行，需要保温保冷，使循环接近绝热循环或 就是绝热循环。
权利要求一种多循环发电热力系统，包括第一循环，该第一循环为改进的朗肯循环，第一循环包括凝汽器，其特征在于该系统还包括第二循环，该第二循环是使用低沸点介质做工质的二次发电循环；所述第一循环中的凝汽器是压力容器，用低沸点介质使所述凝汽器中的水蒸汽凝结，所述凝汽器作为第二循环的蒸发单元，其壳程进口接汽轮机排汽，出口接凝结水系统，所述凝汽器的管程串接于第二循环中；所述第二循环还包括膨胀单元、发电单元和加压单元，所述低沸点介质经过第一循环凝汽器时吸收水蒸汽凝结潜热后汽化，将热能变为机械能，推动所述膨胀单元的输出轴运动，带动所述发电单元发电或发电并制冷，介质膨胀降温后经加压单元加压送入第一循环凝汽器开始第二次循环。
2. 如权利要求1所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述低沸点介质是在第一循环凝汽器正常工作工况下能够吸收第一循环凝汽器中水蒸汽凝结潜热的循环冷却水以外的物质。
3. 如权利要求1所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述低沸点介质在循环中物态是下述之一 全程气态，气态与液态转化，气态、液态、固态转化，气态是过热态、饱和态、过热态与饱和态转化。
4. 如权利要求1所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述的低沸点介质，在第一循环凝汽器工况下沸点小于80°C ，在经济压力下能够液化，所述经济压力，是对介质所做的压縮功小于介质的膨胀功与循环效率的乘积。
5. 如权利要求1所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述第一循环还包括蒸汽锅炉、蒸汽轮机、凝水泵、化学水处理、除氧器上水泵、除氧器、锅炉给水泵及火力发电所有的或汽轮机拖动风机、压縮机、水泵所有的附属和环保设备；所述第二循环的基本单元是蒸发单元、膨胀单元、发电单元和加压单元；所述蒸发单元即第一循环的凝汽器，所述加压单元是加压泵单元或压縮单元或加压泵单元和压縮单元；所述基本单元以外的单元是辅助单元。
6. 如权利要求1至5之一所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述第二循环是发电循环，可以是两种亚临界、跨临界发电循环和两种超临界发电循环四种基本循环之一，其中当第二循环采取第一种亚临界、跨临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二储液单元、第二加压泵单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；高压低温液态介质在凝汽器中吸收第一循环水蒸汽凝结潜热使水蒸汽凝结成水，介质气化进入膨胀单元减压体积膨胀把压力能转化成动能推动膨胀单元运动件运动带动发电单元发电，介质做功后温度降低并液化进入储液单元，再经加压泵单元加压进入凝汽器重复循环；当第二循环采取第二种亚临界、跨临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二气液分离单元、第二气液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、二级加压泵单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；当第二循环采取第一种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发器单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元，第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集元，还可设第二换热单元并放在不同位置；当第二循环采取第二种超临界循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二自换热单元或第二自换热单元和换热单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；上述四种循环是基本循环，增减基本单元以外的辅助单元或改变辅助单元位置是基本循环的改型。
7. 如权利要求1至5之一所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述第二循环是发电_制冷联合循环，可以是第一种亚临界、跨临界发电_制冷联合循环、第二种亚临界、跨临界发电_制冷联合循环、第一种超临界发电_制冷联合循环和第二种超临界发电_制冷联合循环四种基本发电_制冷联合循环之一，其中当第二循环采取第一种亚临界、跨临界发电-制冷联合循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二储液单元、第二加压泵单元、第二供冷单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；高压低温液态介质在凝汽中吸收第一循环水蒸汽凝结潜热使水蒸汽凝结成水，介质气化进入膨胀单元减压体积膨胀把压力能转化成动能推动膨胀单元运动件运动带动发电单元发电，介质做功后温度降低并液化进入储液单元，再经加压泵单元加压进入凝汽器重复循环；当第二循环采取第二种亚临界、跨临界发电循环时，包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二气液分离单元、第二气液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、二级加压泵单元、第二供冷单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；当第二循环采取第一种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元，第二供冷单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集元，还可设第二换热单元并放在不同位置；当第二循环采取第二种超临界循环时，第二循环包括第二蒸发单元即改进的朗肯循环凝汽器、第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二自换热单元或第二自换热单元和换热单元、第二供冷单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元。
8. 如权利要求1所述的多循环发电热力系统，其特征在于还包括第三循环，所述第三循环是发电循环和发电-制冷联合循环之一；所述的第二循环在膨胀单元之后增加凝汽单元或冷却单元，该凝汽单元或冷却单元是第三循环的蒸发单元；所述第三循环采用的介质沸点比第二循环采用的介质沸点低。
9. 如权利要求8所述的多循环发电热力系统，其特征在于当所述第二循环采取第一种亚临界、跨临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元，第二膨胀单元、第二发电单元、第二凝汽单元、第二储液单元、第二加压泵单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元，所述凝汽单元即为第三循环蒸发单元；当所述第二循环采取第二种亚临界、跨临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元，第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二凝汽单元、第二气液分离单元、第二气液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、二级加压泵单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元，所述凝汽器单元即为第三循环蒸发单元；当所述第二循环采取第一种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元，第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二过冷单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；当所述第二循环采取第二种超临界发电循环时，第二循环包括第二蒸发单元，第二膨胀单元、第二发电单元、第二压縮单元、第二过冷单元、第二自换热单元、第二介质补充单元，还可设第二泄漏介质收集单元；上述四种循环是基本循环，增减基本单元以外的辅助设备或改变位置是基本循环的改型；当所述第三循环采取发电循环时，第三循环是亚临界、跨临界发电循环或超临界发电循环和基本循环改型之一，其中当所述第三循环是第一种亚临界、跨临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环第二凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三储液单元、第三液体加压泵单元、第三介质补充单元，还可设括第三泄漏介质收集单元；当所述第三循环是第二种亚临界、跨临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环的第二凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三气液分离单元、第三气液分离单元分离出的液体一级加压泵单元、液体二级加压泵单元、第三介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集和二次利用单元；当所述第三循环是第一种超临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环的第二凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元，第三介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集和再利用单元；当所述第三循环是第二种超临界发电循环时，第三循环包括第三蒸发器单元即第二循环的第二凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三自换热单元、第三介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集单元；上述四种发电循环是四种发电循环的基本循环，在循环中增加辅助设备及改变位置即成为基本循环改型；所述单元指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全部；当所述第三循环采取发电_制冷联合循环时，第三循环是亚临界、跨临界发电_制冷联合循环或超临界发电-制冷联合循环之一，其中当所述第三循环是第一种亚临界、跨临界发电-制冷联合循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三储液单元、第三加压泵单元、第三供冷单元、第三介质补充单元，其中供冷单元可放在流程的不同位置；还可设第三泄漏介质收集单元；当所述第三循环是第二种亚临界、跨临界发电-制冷联合循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三气液分离单元、第三气液分离单元分离出的液态介质一级加压泵单元、第三液态介质二级加压泵单元、第三供冷单元、第三介质补充单元，其中供冷单元可放在流程的不同位置；还可设第三泄漏介质收集单元；当所述第三循环是第一种超临界发电-制冷联合循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环凝汽单元或第二过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三供冷单元、第三介质补充单元，还可设第三泄漏介质收集单元，其中供冷单元可放在流程的不同位置；当所述第三循环是第二种超临界发电制冷循环时，第三循环包括第三蒸发单元即第二循环凝汽单元或过冷单元、第三膨胀单元、第三发电单元、第三压縮单元、第三自换热单元、第三供冷单元、第三介质补充单元，其中供冷单元可放在流程的不同位置；还可设第三泄漏介质收集单元；上述四种发电_制冷联合循环是四种发电_制冷联合循环的基本循环，增减辅助设备及改变设备的位置成为基本循环的改型；所述单元指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全部。
10. 如权利要求8所述的多循环发电热力系统，其特征在于循环数可以大于等于四，其中第一循环是改进的朗肯循环，从第二循环开始，是基本发电循环及改型和基本发电-制冷联合循环及改型的组合之一 ；从第三循环开始，前一循环的膨胀单元后要增加凝汽单元或冷却单元；该凝汽单元或冷却单元即下一循环的蒸发单元；所述各循环中的单元，指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全部。
11. 如权利要求9所述的多循环发电热力系统，其特征在于在第二循环和第三循环中，所述介质补充单元是液态介质补充单元或气态介质补充单元或液态介质补充单元和气态介质补充单元；所述介质补充单元，可设计成固定式和移动式，设计成移动式时，在系统上只做接口 ；膨胀单元和压縮单元做无泄漏设计时不设介质补充单元，或泄漏量很小时，也可不设介质补充单元；所述单元指包括本体设备及其附属设备、部件、元件、连接以及仪表和控制之全部。
12. 如权利要求8所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述多循环的膨胀单元，是透平式膨胀机、容积式膨胀机、喷嘴之一种或组合；可以一级膨胀，也可多级膨胀；可以是一台膨胀设备，也可是多台膨胀设备；所述透平式膨胀机，可采用轴流式、离心式或二者的组合混流式，可采用冲动式或反动式；叶片能承受单相气态或单相液态或二相流液态和气态或三相流气态、液态和固态介质的冲击；透平叶轮材质是在低温下机械性能优良的合金钢以及铝合金、钛合金，可以前数级是合金钢，介质降到某一温度后改用铝合金或钛合金，或前数级是合金钢，介质降到某一温度后改用铝合金，再降到某一温度后改用钛合金或先改用钛合金再改用铝合金，可以在基材上喷涂、刷涂或烧结耐磨损或耐磨损和耐冲刷或耐磨损和耐冲刷和耐腐蚀物质；所述容积式膨胀机，可使用活塞汽缸式、滚动活塞式、摆动转子式、涡旋式、螺杆式，所述膨胀机输出轴有二种输出方式；一种是只接发电机，第二种是一端联发电机，另一端联压縮机。
13. 如权利要求1或5所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述的加压单元包括用于压縮气态介质的压縮单元和用于液态介质加压的加压泵单元，用于气态介质的压縮单元可采用轴流、离心、活塞式单级或二级或多级压縮机，可以采用一台及一台以上的压縮机；轴流和离心可分成两台压縮机，也可做成一台前数级为轴流，后一级或数级为离心，压縮后使介质接近饱和，再用容积式压縮机压縮成液态，也可用透平或容积式压縮机直接压縮成液态；加压泵单元采用单级或多级离心泵或容积式泵把介质加压到必要压力；在超临界循环中，每级压縮后可带冷却单元，冷却单元可用循环水冷却、空气冷却或其他介质冷却或用从前一循环凝汽器膨胀后的低温气体冷却。
14. 如权利要求12所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述的膨胀单元和压縮单元中的膨胀机和压縮机可做在一个壳体内，即膨胀压縮机；所述膨胀压縮机的种类和型式可以是轴流透平式、离心透平式、轴流离心混流式、往复活塞式、滚动活塞式、摆动转子式、滑片式、螺杆式、铰接叶片式等。
15. 如权利要求1所述的多循环发电热力系统，其特征在于系统中的设备、装置、管路采取隔热保温保冷措施，使循环成为绝热循环或接近绝热循环。
16. 如权利要求14所述的多循环发电热力系统，其特征在于所述膨胀单元、压縮单元、膨胀压縮单元采用机械密封；机械密封有迷宫密封、石墨密封、气体介质密封。
专利摘要本实用新型涉及多循环发电热力系统。第一循环是改进的朗肯循环。其采用低沸点介质做冷源把做完功的水蒸气冷凝成水，低沸点介质冷量来源是该介质在第二循环膨胀单元做功发电降温。第二循环包括气化蒸发、膨胀做功降温、进而带动发电机发电、做功后直接变成液态或通过压缩机由气态变为液态或已达压缩功最小值的气态、被加压进入第二循环蒸发器吸收水蒸气凝结潜热气化，再进入第二介质膨胀机做功。朗肯循环凝汽器中做完功的水蒸气把潜热传给第二介质后冷凝成水。当第二循环不能把做完功的水蒸气的潜热全部转化为功时采用第三介质进行第三循环。其原理同第二循环但第三介质是沸点更低的物质。本实用新型可提高凝汽式、抽凝式火力发电系统即朗肯循环的热效率。
文档编号F01K25/10GK201535181SQ20092011058
公开日2010年7月28日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者王世英, 王恩岐 申请人:王世英