联合循环动力装置的制作方法

本发明属于能源与动力技术领域。

背景技术：
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冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见。在动力需求技术领域，利用热能转换为机械能是获得和提供动力的重要方式。对于以汽柴油和天然气为代表的优质燃料，应该采用热效率高的直燃型燃气-蒸汽联合循环；尽管如此，其实现的热效率依然不够完美，根本原因在于——对每一种基本的热功转换技术而言，其自身都有各自固有的优缺点；这些动力装置往往负荷很大，提高其热效率有重要意义。

就低温排放环节来看，蒸汽动力循环的优势最佳，但其获取变温热源热负荷时的传热环节温差损失大；就高温热负荷的获取环节而言，内燃机循环的优势独特，但其循环冷却介质和燃气排放环节温差损失大。因此，提高优质燃料热效率的着眼点在于两点——减少蒸汽动力循环获取高温热负荷时的温差损失，将内燃机循环冷却介质带走的热负荷加以有效利用。为此，本发明提出了保留蒸汽动力循环优势，克服蒸汽动力循环不足，将内燃机循环冷却热负荷加以有效利用，具有更高热效率的联合循环动力装置。

技术实现要素：
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本发明主要目的是要提供联合循环动力装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.联合循环动力装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器和内燃机所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通，膨胀机有蒸汽通道与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与压缩机和第二膨胀机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通，冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，膨胀机、第二膨胀机和内燃机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

2.联合循环动力装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、内燃机和第二压缩机所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通，膨胀机有蒸汽通道与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与压缩机和第二膨胀机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通，冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有气态燃料通道经第二压缩机与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，内燃机连接第二压缩机并传输动力，膨胀机、第二膨胀机和内燃机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

3.联合循环动力装置，是在第1-2项所述任一联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，膨胀机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

4.联合循环动力装置，是在第1-2项所述任一联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，新增膨胀机连接压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

5.联合循环动力装置，是在第1-2项所述任一联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经回热器和高温热交换器与膨胀机连通，将膨胀机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀机有蒸汽通道经回热器与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

6.联合循环动力装置，是在第3项所述任一联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增压缩机连通调整为压缩机有蒸汽通道经回热器和高温热交换器与新增压缩机连通，将膨胀机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀机有蒸汽通道经回热器与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

7.联合循环动力装置，是在第4项所述任一联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经回热器和高温热交换器与新增膨胀机连通，将膨胀机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀机有蒸汽通道经回热器与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

8.联合循环动力装置，是在第1-7项所述任一联合循环动力装置中，增加第三循环泵和混合回热器，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合回热器连通，第二膨胀机增设抽汽通道与混合回热器连通，混合回热器再有冷凝液管路经第三循环泵与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

9.联合循环动力装置，是在第1-7项所述任一联合循环动力装置中，增加预热器，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与混合蒸发器连通，预热器还有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

10.联合循环动力装置，是在第1-9项所述任一联合循环动力装置中，增加中间再热器，将混合蒸发器和内燃机分别有蒸汽通道与第二膨胀机连通和第二膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通，一并调整为混合蒸发器和内燃机分别有蒸汽通道与第二膨胀机连通、第二膨胀机有中间再热蒸汽通道经中间再热器与第二膨胀机连通和第二膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通，中间再热器还有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

11.联合循环动力装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、内燃机、第三循环泵、第三膨胀机和中温蒸发器所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通，膨胀机有蒸汽通道经中温蒸发器与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与压缩机和第二膨胀机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通，冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝液管路经第三循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，第三膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热介质通道与外部连通，中温蒸发器或还有热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，膨胀机、第二膨胀机、内燃机和第三膨胀机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

12.联合循环动力装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、内燃机、第二压缩机、第三循环泵、第三膨胀机和中温蒸发器所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通，膨胀机有蒸汽通道经中温蒸发器与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与压缩机和第二膨胀机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通，冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝液管路经第三循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，第三膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有气态燃料通道经第二压缩机与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热介质通道与外部连通，中温蒸发器或还有热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，内燃机连接第二压缩机并传输动力，膨胀机、第二膨胀机、内燃机和第三膨胀机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

13.联合循环动力装置，是在第11-12项所述任一联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，膨胀机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

14.联合循环动力装置，是在第11-12项所述任一联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，新增膨胀机连接压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

15.联合循环动力装置，是在第11-12项所述任一联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经回热器和高温热交换器与膨胀机连通，将膨胀机有蒸汽通道经中温蒸发器与混合蒸发器连通调整为膨胀机有蒸汽通道经回热器和中温蒸发器与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

16.联合循环动力装置，是在第13项所述任一联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增压缩机连通调整为压缩机有蒸汽通道经回热器和高温热交换器与新增压缩机连通，将膨胀机有蒸汽通道经中温蒸发器与混合蒸发器连通调整为膨胀机有蒸汽通道经回热器和中温蒸发器与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

17.联合循环动力装置，是在第14项所述任一联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增膨胀机连通调整为压缩机有蒸汽通道经回热器和高温热交换器与新增膨胀机连通，将膨胀机有蒸汽通道经中温蒸发器与混合蒸发器连通调整为膨胀机有蒸汽通道经回热器和中温蒸发器与混合蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

18.联合循环动力装置，是在第11-17项所述任一联合循环动力装置中，增加第四循环泵、第五循环泵、混合回热器和第二混合回热器，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合回热器连通，将冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通调整为冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵与第二混合回热器连通，第三膨胀机增设抽汽通道与混合回热器连通，第三膨胀机增设第二抽汽通道与第二混合回热器连通，混合回热器还有冷凝液管路经第四循环泵与混合蒸发器连通，第二混合回热器还有冷凝液管路经第五循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，形成联合循环动力装置。

19.联合循环动力装置，是在第11-17项所述任一联合循环动力装置中，增加预热器和第二预热器，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与混合蒸发器连通，将冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通调整为冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵和第二预热器与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，预热器和第二预热器还分别有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

20.联合循环动力装置，是在第19项所述任一联合循环动力装置中，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与混合蒸发器连通以及冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵和第二预热器与中温蒸发器连通，一并调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器之后分成两路——第一路直接与混合蒸发器连通，第二路再经第三循环泵和第二预热器与中温蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

21.联合循环动力装置，是在第11-20项所述任一联合循环动力装置中，增加中间再热器，将中温蒸发器有蒸汽通道与第三膨胀机连通和第三膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通调整为中温蒸发器有蒸汽通道与第三膨胀机连通、第三膨胀机还有中间再热蒸汽通道经中间再热器与第三膨胀机连通和第三膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通，中间再热器还有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

22.联合循环动力装置，是在第11-21项所述任一联合循环动力装置中，增加第二冷凝器，将第三膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通调整为第三膨胀机有蒸汽通道与第二冷凝器连通，将冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵与中温蒸发器连通调整为第二冷凝器有冷凝液管路经第三循环泵与中温蒸发器连通，第二冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

附图说明：

图1是依据本发明所提供的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联合循环动力装置第14种原则性热力系统图。

图15是依据本发明所提供的联合循环动力装置第15种原则性热力系统图。

图16是依据本发明所提供的联合循环动力装置第16种原则性热力系统图。

图17是依据本发明所提供的联合循环动力装置第17种原则性热力系统图。

图18是依据本发明所提供的联合循环动力装置第18种原则性热力系统图。

图19是依据本发明所提供的联合循环动力装置第19种原则性热力系统图。

图中，1-压缩机，2-膨胀机，3-第二膨胀机，4-循环泵，5-第二循环泵，6-高温热交换器，7-冷凝器，8-混合蒸发器，9-内燃机，10-第二压缩机，11-回热器，12-第三循环泵，13-混合回热器，14-预热器，15-中间再热器，16-第三膨胀机，17-中温蒸发器，18-第四循环泵，19-第五循环泵，20-第二混合回热器，21-第二预热器，22-第二冷凝器；A-新增压缩机，B-新增高温热交换器，C-新增膨胀机。

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、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器和内燃机所组成；冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通，膨胀机2有蒸汽通道与混合蒸发器8连通，混合蒸发器8还有蒸汽通道分别与压缩机1和第二膨胀机3连通，压缩机1还有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通，冷凝器7还有冷凝液管路经第二循环泵5与内燃机9连通之后内燃机9再有蒸汽通道与第二膨胀机3连通，第二膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器7连通；外部有空气通道与内燃机9连通，外部还有燃料通道与内燃机9连通，内燃机9还有燃气通道经高温热交换器6与外部连通，冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器8还有热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力，膨胀机2、第二膨胀机3和内燃机9连接外部并输出动力。

(2)流程上，冷凝器7的一路冷凝液经循环泵4升压进入混合蒸发器8，与来自膨胀机2的蒸汽混合并吸收外部热介质提供的热负荷之后汽化，混合蒸发器8释放的饱和蒸汽或过热蒸汽分别进入压缩机1升压升温和进入第二膨胀机3降压作功；压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，流经膨胀机2降压作功之后进入混合蒸发器8放热并降温；冷凝器7的另一路冷凝液经第二循环泵5升压之后提供给内燃机9作循环冷却液，吸热汽化之后进入第二膨胀机3降压作功；第二膨胀机3排放的蒸汽进入冷凝器7，放热于冷却介质并冷凝；外部燃料和空气进入内燃机9，在内燃机9气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机9排放的燃气流经高温热交换器6放热并对外排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，热介质——流经高温热交换器6之后的燃气，其它可提供热负荷的热源或热源介质——通过混合蒸发器8提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器7带走低温热负荷，膨胀机2输出的一部分功提供给压缩机1作动力，膨胀机2、第二膨胀机3和内燃机9共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图2所示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、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、内燃机和第二压缩机所组成；冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通，膨胀机2有蒸汽通道与混合蒸发器8连通，混合蒸发器8还有蒸汽通道分别与压缩机1和第二膨胀机3连通，压缩机1还有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通，冷凝器7还有冷凝液管路经第二循环泵5与内燃机9连通之后内燃机9再有蒸汽通道与第二膨胀机3连通，第二膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器7连通；外部有空气通道与内燃机9连通，外部还有气态燃料通道经第二压缩机10与内燃机9连通，内燃机9还有燃气通道经高温热交换器6与外部连通，冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器8还有热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力，内燃机9连接第二压缩机10并传输动力，膨胀机2、第二膨胀机3和内燃机9连接外部并输出动力。

(2)流程上，冷凝器7的一路冷凝液经循环泵4升压进入混合蒸发器8，与来自膨胀机2的蒸汽混合并吸收外部热介质提供的热负荷之后汽化，混合蒸发器8释放的饱和蒸汽或过热蒸汽分别进入压缩机1升压升温和进入第二膨胀机3降压作功；压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，流经膨胀机2降压作功之后进入混合蒸发器8放热并降温；冷凝器7的另一路冷凝液经第二循环泵5升压之后提供给内燃机9作循环冷却液，吸热汽化之后进入第二膨胀机3降压作功；第二膨胀机3排放的蒸汽进入冷凝器7，放热于冷却介质并冷凝；外部空气进入内燃机9，外部气态燃料经第二压缩机10加压之后进入内燃机9，空气和燃料在内燃机9气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机9排放的燃气流经高温热交换器6放热并排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，热介质——流经高温热交换器6之后的燃气，其它可提供热负荷的热源或热源介质——通过混合蒸发器8提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器7带走低温热负荷，膨胀机2输出的一部分功提供给压缩机1作动力，内燃机9输出的一部分功提供给第二压缩机10作动力，膨胀机2、第二膨胀机3和内燃机9共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图3所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通调整为压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与新增压缩机A连通，新增压缩机A再有蒸汽通道经新增高温热交换器B与膨胀机2连通，将内燃机9有燃气通道经高温热交换器6与外部连通调整为内燃机9有燃气通道经新增高温热交换器B和高温热交换器6与外部连通，膨胀机2连接新增压缩机A并传输动力。

(2)流程上，与图1所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，之后进入新增压缩机A升压升温；新增压缩机A排放的蒸汽流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀机2降压作功；内燃机9排放的燃气流经新增高温热交换器B和高温热交换器6逐步放热并对外排放，膨胀机2向新增压缩机A提供动力，形成联合循环动力装置。

图4所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通调整为压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与新增膨胀机C连通，新增膨胀机C再有蒸汽通道经新增高温热交换器B与膨胀机2连通，将内燃机9有燃气通道经高温热交换器6与外部连通调整为内燃机9有燃气通道经新增高温热交换器B和高温热交换器6与外部连通，新增膨胀机C连接压缩机1并传输动力。

(2)流程上，与图1所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，之后进入新增膨胀机C降压作功；新增膨胀机C排放的蒸汽流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀机2降压作功；内燃机9排放的燃气流经新增高温热交换器B和高温热交换器6逐步放热并对外排放，新增膨胀机C输出的功提供给压缩机1作动力，形成联合循环动力装置。

图5所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通调整为压缩机1有蒸汽通道经回热器11和高温热交换器6与膨胀机2连通，将膨胀机2有蒸汽通道与混合蒸发器8连通调整为膨胀机2有蒸汽通道经回热器11与混合蒸发器8连通。

(2)流程上，与图1所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经回热器11和高温热交换器6并逐步吸热，流经膨胀机2降压作功，流经回热器11放热之后进入混合蒸发器8，形成联合循环动力装置。

图6所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图3所示联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与新增压缩机A连通调整为压缩机1有蒸汽通道经回热器11和高温热交换器6与新增压缩机A连通，将膨胀机2有蒸汽通道与混合蒸发器8连通调整为膨胀机2有蒸汽通道经回热器11与混合蒸发器8连通。

(2)流程上，与图3所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经回热器11和高温热交换器6并逐步吸热升温，之后提供给新增压缩机A；膨胀机2排放的蒸汽流经回热器11放热降温，之后进入混合蒸发器8，形成联合循环动力装置。

图7所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示联合循环动力装置中，增加第三循环泵和混合回热器，将冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通调整为冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合回热器13连通，第二膨胀机3增设抽汽通道与混合回热器13连通，混合回热器13再有冷凝液管路经第三循环泵12与混合蒸发器8连通。

(2)流程上，与图1所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——冷凝器7的冷凝液流经循环泵4升压之后进入混合回热器13，进入第二膨胀机3的蒸汽降压作功至某一压力之后分成两路——第一路继续降压作功并进入冷凝器7，第二路通过抽汽通道进入混合回热器13与冷凝液进行混合放热并冷凝，混合回热器13的冷凝液经第三循环泵12升压之后进入混合蒸发器8，形成联合循环动力装置。

图8所示联合循环动力装置是这样实现的：

在图1所示联合循环动力装置中，增加预热器，将冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通调整为冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4和预热器14与混合蒸发器8连通，预热器14还有热介质通道与外部连通；冷凝器7的冷凝液流经循环泵4升压和流经预热器14吸热升温之后进入混合蒸发器8，形成联合循环动力装置。

图9所示联合循环动力装置是这样实现的：

在图1所示联合循环动力装置中，增加中间再热器，将混合蒸发器8和内燃机9分别有蒸汽通道与第二膨胀机3连通和第二膨胀机3有蒸汽通道与冷凝器7连通，一并调整为混合蒸发器8和内燃机9分别有蒸汽通道与第二膨胀机3连通、第二膨胀机3有中间再热蒸汽通道经中间再热器15与第二膨胀机3连通和第二膨胀机3有蒸汽通道与冷凝器7连通，中间再热器15还有热介质通道与外部连通；进入第二膨胀机3的蒸汽降压作功至某一压力时，全部引出并通过中间再热蒸汽通道流经中间再热器15吸热升温，然后进入第二膨胀机3继续降压作功，之后进入冷凝器7放热并冷凝，形成联合循环动力装置。

图10所示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、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、内燃机、第三循环泵、第三膨胀机和中温蒸发器所组成；冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通，膨胀机2有蒸汽通道经中温蒸发器17与混合蒸发器8连通，混合蒸发器8还有蒸汽通道分别与压缩机1和第二膨胀机3连通，压缩机1还有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通，冷凝器7还有冷凝液管路经第二循环泵5与内燃机9连通之后内燃机9再有蒸汽通道与第二膨胀机3连通，第二膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器7连通，冷凝器7还有冷凝液管路经第三循环泵12与中温蒸发器17连通之后中温蒸发器17再有蒸汽通道与第三膨胀机16连通，第三膨胀机16还有蒸汽通道与冷凝器7连通；外部有空气通道与内燃机9连通，外部还有燃料通道与内燃机9连通，内燃机9还有燃气通道经高温热交换器6与外部连通，冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力，膨胀机2、第二膨胀机3、内燃机9和第三膨胀机16连接外部并输出动力。

(2)流程上，压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，流经膨胀机2降压作功，流经中温蒸发器17并放热降温，之后进入混合蒸发器8与来自冷凝器7的冷凝液混合并放热降温；冷凝器7的冷凝液分成三路——第一路经循环泵4加压进入混合蒸发器8吸热并汽化，第二路经第二循环泵5升压之后提供给内燃机9作循环冷却液、吸热并汽化之后提供给第二膨胀机3，第三路经第三循环泵12加压进入中温蒸发器17吸热并汽化；混合蒸发器8释放的蒸汽分别进入压缩机1升压升温和提供给第二膨胀机3；蒸汽流经第二膨胀机3降压作功，之后进入冷凝器7放热并冷凝；中温蒸发器17释放的蒸汽流经第三膨胀机16降压作功，之后进入冷凝器7放热并冷凝；外部燃料和空气进入内燃机9，在内燃机9气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机9排放的燃气流经高温热交换器6放热并对外排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器7带走低温热负荷，膨胀机2输出的一部分功提供给压缩机1作动力，膨胀机2、第二膨胀机3、内燃机9和第三膨胀机16共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图11所示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、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、内燃机、第二压缩机、第三循环泵、第三膨胀机和中温蒸发器所组成；冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通，膨胀机2有蒸汽通道经中温蒸发器17与混合蒸发器8连通，混合蒸发器8还有蒸汽通道分别与压缩机1和第二膨胀机3连通，压缩机1还有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通，冷凝器7还有冷凝液管路经第二循环泵5与内燃机9连通之后内燃机9再有蒸汽通道与第二膨胀机3连通，第二膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器7连通，冷凝器7还有冷凝液管路经第三循环泵12与中温蒸发器17连通之后中温蒸发器17再有蒸汽通道与第三膨胀机16连通，第三膨胀机16还有蒸汽通道与冷凝器7连通；外部有空气通道与内燃机9连通，外部还有气态燃料通道经第二压缩机10与内燃机9连通，内燃机9还有燃气通道经高温热交换器6与外部连通，冷凝器7还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器8和中温蒸发器17还分别有热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力，内燃机9连接第二压缩机10并传输动力，膨胀机2、第二膨胀机3、内燃机9和第三膨胀机16连接外部并输出动力。

(2)流程上，压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，流经膨胀机2降压作功，流经中温蒸发器17并放热降温，之后进入混合蒸发器8与来自冷凝器7的冷凝液混合并放热降温；冷凝器7的冷凝液分成三路——第一路经循环泵4加压进入混合蒸发器8吸热并汽化，第二路经第二循环泵5升压之后提供给内燃机9作循环冷却液、吸热并汽化之后提供给第二膨胀机3，第三路经第三循环泵12加压进入中温蒸发器17吸热并汽化；混合蒸发器8释放的蒸汽分别进入压缩机1升压升温和提供给第二膨胀机3；蒸汽流经第二膨胀机3降压作功，之后进入冷凝器7放热并冷凝；中温蒸发器17释放的蒸汽流经第三膨胀机16降压作功，之后进入冷凝器7放热并冷凝；外部空气进入内燃机9，外部气态燃料经第二压缩机10加压之后进入内燃机9，空气和燃料在内燃机9气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机9排放的燃气流经高温热交换器6放热并排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，热介质——流经高温热交换器6之后的燃气，其它可提供热负荷的热源或热源介质——通过混合蒸发器8和中温蒸发器17提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器7带走低温热负荷，膨胀机2输出的一部分功提供给压缩机1作动力，内燃机9输出的一部分功提供给第二压缩机10作动力，膨胀机2、第二膨胀机3、第三膨胀机16和内燃机9共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图12所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图10所示联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通调整为压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与新增压缩机A连通，新增压缩机A再有蒸汽通道经新增高温热交换器B与膨胀机2连通，将内燃机9有燃气通道经高温热交换器6与外部连通调整为内燃机9有燃气通道经新增高温热交换器B和高温热交换器6与外部连通，膨胀机2连接新增压缩机A并传输动力。

(2)流程上，与图10所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经高温热交换器6并吸热，之后进入新增压缩机A升压升温；新增压缩机A排放的蒸汽流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀机2降压作功；内燃机9排放的燃气流经新增高温热交换器B和高温热交换器6逐步放热之后对外排放，膨胀机2向新增压缩机A提供动力，形成联合循环动力装置。

图13所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图10所示联合循环动力装置中，增加回热器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通调整为压缩机1有蒸汽通道经回热器11和高温热交换器6与膨胀机2连通，将膨胀机2有蒸汽通道经中温蒸发器17与混合蒸发器8连通调整为膨胀机2有蒸汽通道经回热器11和中温蒸发器17与混合蒸发器8连通。

(2)流程上，与图10所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经回热器11和高温热交换器6并逐步吸热，流经膨胀机2降压作功，流经回热器11和中温蒸发器17逐步放热之后进入混合蒸发器8，形成联合循环动力装置。

图14所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图10所示联合循环动力装置中，增加回热器、新增膨胀机和新增高温热交换器，将压缩机1有蒸汽通道经高温热交换器6与膨胀机2连通调整为压缩机1有蒸汽通道经回热器11和高温热交换器6与新增膨胀机C连通，新增膨胀机C再有蒸汽通道经新增高温热交换器B与膨胀机2连通，将膨胀机2有蒸汽通道经中温蒸发器17与混合蒸发器8连通调整为膨胀机2有蒸汽通道经回热器11和中温蒸发器17与混合蒸发器8连通，将内燃机9有燃气通道经高温热交换器6与外部连通调整为内燃机9有燃气通道经新增高温热交换器B和高温热交换器6与外部连通，新增膨胀机C连接压缩机1并传输动力。

(2)流程上，与图10所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——压缩机1排放的蒸汽流经回热器11和高温热交换器6并逐步吸热，之后进入新增膨胀机C降压作功；新增膨胀机C排放的蒸汽流经新增高温热交换器B并吸热，之后进入膨胀机2降压作功；膨胀机2排放的蒸汽流经回热器11和中温蒸发器17逐步放热，之后进入混合蒸发器8；新增膨胀机C输出的功提供给压缩机1作动力(或对外提供)，内燃机9排放的燃气流经新增高温热交换器B和高温热交换器6逐步放热并对外排放，形成联合循环动力装置。

图15所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图10所示联合循环动力装置中，增加第四循环泵、第五循环泵、混合回热器和第二混合回热器，将冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通调整为冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合回热器13连通，将冷凝器7有冷凝液管路经第三循环泵12与中温蒸发器17连通之后中温蒸发器17再有蒸汽通道与第三膨胀机16连通调整为冷凝器7有冷凝液管路经第三循环泵12与第二混合回热器20连通，第三膨胀机16增设抽汽通道与混合回热器13连通，第三膨胀机16增设第二抽汽通道与第二混合回热器20连通，混合回热器13还有冷凝液管路经第四循环泵18与混合蒸发器8连通，第二混合回热器20还有冷凝液管路经第五循环泵19与中温蒸发器17连通之后中温蒸发器17再有蒸汽通道与第三膨胀机16连通。

(2)流程上，与图10所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——经循环泵4升压之后的冷凝液进入混合回热器13，经第三循环泵12升压之后的冷凝液进入第二混合回热器20；进入第三膨胀机16的蒸汽降压作功至某一压力之后分成三路——第一路继续降压作功并进入冷凝器7，第二路通过抽汽通道进入混合回热器13与冷凝液进行混合放热并冷凝，第三路通过第二抽汽通道进入第二混合回热器20与冷凝液进行混合放热并冷凝；混合回热器13的冷凝液经第四循环泵18升压之后进入混合蒸发器8，第二混合回热器20的冷凝液经第五循环泵19升压之后进入中温蒸发器17，形成联合循环动力装置。

图16所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图10所示联合循环动力装置中，增加预热器和第二预热器，将冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4与混合蒸发器8连通调整为冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4和预热器14与混合蒸发器8连通，将冷凝器7有冷凝液管路经第三循环泵12与中温蒸发器17连通之后中温蒸发器17再有蒸汽通道与第三膨胀机16连通调整为冷凝器7有冷凝液管路经第三循环泵12和第二预热器21与中温蒸发器17连通之后中温蒸发器17再有蒸汽通道与第三膨胀机16连通，预热器14和第二预热器21还分别有热介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图10所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——冷凝器7的第一路冷凝液流经循环泵4升压和流经预热器14吸热升温之后进入混合蒸发器8，冷凝器7的第三路冷凝液流经第三循环泵12升压和流经第二预热器21吸热升温之后进入中温蒸发器17，形成联合循环动力装置。

图17所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图16所示的联合循环动力装置中，将冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4和预热器14与混合蒸发器8连通以及冷凝器7有冷凝液管路经第三循环泵12和第二预热器21与中温蒸发器17连通，一并调整为冷凝器7有冷凝液管路经循环泵4和预热器14之后分成两路——第一路直接与混合蒸发器8连通，第二路再经第三循环泵12和第二预热器21与中温蒸发器17连通。

(2)流程上，与图16所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——冷凝器7的部分冷凝液流经循环泵4升压和流经预热器14吸热升温之后分成两路——第一路直接进入混合蒸发器8，第二路再经第三循环泵12升压和第二预热器21吸热升温之后进入中温蒸发器17，形成联合循环动力装置。

图18所示联合循环动力装置是这样实现的：

在图10所示的联合循环动力装置中，增加中间再热器，将中温蒸发器17有蒸汽通道与第三膨胀机16连通和第三膨胀机16有蒸汽通道与冷凝器7连通调整为中温蒸发器17有蒸汽通道与第三膨胀机16连通、第三膨胀机16还有中间再热蒸汽通道经中间再热器15与第三膨胀机16连通和第三膨胀机16还有蒸汽通道与冷凝器7连通，中间再热器15还有热介质通道与外部连通；进入第三膨胀机16的蒸汽降压作功至某一压力时，全部引出并通过中间再热蒸汽通道流经中间再热器15吸热升温，然后进入第三膨胀机16继续降压作功，之后进入冷凝器7放热并冷凝，形成联合循环动力装置。

图19所示联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图10所示联合循环动力装置中，增加第二冷凝器，将第三膨胀机16有蒸汽通道与冷凝器7连通调整为第三膨胀机16有蒸汽通道与第二冷凝器22连通，将冷凝器7有冷凝液管路经第三循环泵12与中温蒸发器17连通调整为第二冷凝器22有冷凝液管路经第三循环泵12与中温蒸发器17连通，第二冷凝器22还有冷却介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图10所示联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——第三膨胀机16排放的蒸汽进入第二冷凝器22放热于冷却介质并冷凝，第二冷凝器22的冷凝液流经第三循环泵12升压，流经中温蒸发器17吸热并汽化，之后进入第三膨胀机16降压作功，形成联合循环动力装置。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的联合循环动力装置，具有如下效果和优势：

(1)实现内燃机冷却热负荷有效利用，减少排放热损失，提高热效率。

(2)保留蒸汽动力循环原有的基本优势，低温热负荷排放环节损失小。

(3)减少蒸汽动力循环高温取热环节的温差损失，有效提高热效率。

(4)分级循环，实现温差合理利用，减少传热不可逆损失，提高热效率。

(5)高温热负荷逐级利用，流程合理，环节少，提高热效率。

(6)两种循环工质实现联合循环，减少传热环节，降低运行成本。

(7)在实现高热效率前提下，降低蒸汽动力循环压力，装置运行的安全性得到提高。

(8)最大程度发挥优质燃料的动力应用价值，实现高效利用，减少对环境的不利影响。