单工质蒸汽联合循环的制作方法

技术领域：

本发明属于能源与动力技术领域。

背景技术：
：

冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；其中，利用热能转换为机械能是获得和提供动力的重要方式。一般情况下，热源的温度随着热的释放而降低，热源是变温的；在以化石燃料为源头能源时，热源同时具有高温和变温的双重特点，这使得采用单一热力循环理论实现制冷、供热或转化为动时能源利用率不理想。

以外燃式蒸汽动力装置为例，其热源属于高温且为变温热源；当以朗肯循环为理论基础，采用水蒸气为循环工质实现热变功时，由于受到材料耐温耐压性能和安全性方面的限制，无论采用何种参数运行，循环工质与热源之间都存在较大的温差损失，不可逆损失大，导致热效率较低。

人们需要简单、主动、高效地利用燃料生成或其它的高温热能来实现制冷、供热或转化为动力，这需要热科学基础理论的支撑；在热科学基础理论体系中，热力循环是热能利用装置的理论基础和能源利用系统的核心；热力循环的创建及发展应用将对能源利用的飞跃起到重大作用，将积极推动社会进步和生产力发展。

从简单、主动和高效地实现温差利用的原则出发，针对高温热源或变温热源的动力应用，力求为热动系统的简单化和高效化提供理论支撑，本发明提出了单工质蒸汽联合循环。

技术实现要素：
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本发明主要目的是要提供单工质蒸汽联合循环，具体发明内容分项阐述如下：

1.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同进行的九个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热汽化过程23，m1千克工质降压过程34，m1千克工质吸热过程45，m2千克工质升压过程85，m3千克工质吸热过程56，m3千克工质降压过程67，m3千克工质放热过程78，m1千克工质放热冷凝过程81——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

2.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同进行的十个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热汽化过程23，m1千克工质降压过程34，m1千克工质吸热过程45，m1千克工质降压过程57，m2千克工质升压过程96，m2千克工质吸热过程67，m3千克工质降压过程78，m3千克工质放热过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

3.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同进行的十个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热汽化过程23，m1千克工质降压过程34，m1千克工质吸热过程47，m2千克工质升压过程95，m2千克工质吸热过程56，m2千克工质降压过程67，m3千克工质降压过程78，m3千克工质放热过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

4.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同进行的十一个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热汽化过程23，m1千克工质降压过程34，m1千克工质吸热过程45，m1千克工质降压过程59，m2千克工质升压过程c6，m2千克工质吸热过程67，m2千克工质降压过程78，m2千克工质放热过程89，m3千克工质放热过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

5.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同进行的十一个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热汽化过程23，m1千克工质降压过程34，m1千克工质吸热过程45，m1千克工质降压过程56，m1千克工质放热过程69，m2千克工质升压过程c7，m2千克工质吸热过程78，m2千克工质降压过程89，m3千克工质放热过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

6.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十二个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热汽化过程23，m1千克工质降压过程34，m1千克工质吸热过程45，m2千克工质升压过程c5，m3千克工质吸热过程56，x千克工质降压过程69，(m3-x)千克工质吸热过程67，(m3-x)千克工质降压过程78，(m3-x)千克工质放热过程89，m3千克工质放热过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

7.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十二个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热过程2b，(m1+m)千克工质吸热汽化过程b3，(m1+m)千克工质降压过程34，(m1+m)千克工质吸热过程45，m2千克工质升压过程8a，m千克工质放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压过程a5，m3千克工质吸热过程56，m3千克工质降压过程67，m3千克工质放热过程78，m1千克工质放热冷凝过程81——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

8.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十三个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热过程2b，(m1+m)千克工质吸热汽化过程b3，(m1+m)千克工质降压过程34，(m1+m)千克工质吸热过程45，(m1+m)千克工质降压过程57，m2千克工质升压过程9a，m千克工质放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压过程a6，(m2-m)千克工质吸热过程67，m3千克工质降压过程78，m3千克工质放热过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

9.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十三个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热过程2b，(m1+m)千克工质吸热汽化过程b3，(m1+m)千克工质降压过程34，(m1+m)千克工质吸热过程47，m2千克工质升压过程9a，m千克工质放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压过程a5，(m2-m)千克工质吸热过程56，(m2-m)千克工质降压过程67，m3千克工质降压过程78，m3千克工质放热过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

10.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十四个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热过程2b，(m1+m)千克工质吸热汽化过程b3，(m1+m)千克工质降压过程34，(m1+m)千克工质吸热过程45，(m1+m)千克工质降压过程59，m2千克工质升压过程ca，m千克工质放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压过程a6，(m2-m)千克工质吸热过程67，(m2-m)千克工质降压过程78，(m2-m)千克工质放热过程89，m3千克工质放热过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

11.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十四个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热过程2b，(m1+m)千克工质吸热汽化过程b3，(m1+m)千克工质降压过程34，(m1+m)千克工质吸热过程45，(m1+m)千克工质降压过程56，(m1+m)千克工质放热过程69，m2千克工质升压过程ca，m千克工质放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压过程a7，(m2-m)千克工质吸热过程78，(m2-m)千克工质降压过程89，m3千克工质放热过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——组成的闭合过程；m3为m1与m2之和。

12.单工质蒸汽联合循环，是指由m1千克和m2千克组成的工质，分别或共同或部分进行的十五个过程——m1千克工质升压过程12，m1千克工质吸热过程2b，(m1+m)千克工质吸热汽化过程b3，(m1+m)千克工质降压过程34，(m1+m)千克工质吸热过程45，m2千克工质升压过程ca，m千克工质放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压过程a5，m3千克工质吸热过程56，x千克工质降压过程69，(m3-x)千克工质吸热过程67，(m3-x)千克工质降压过程78，(m3-x)千克工质放热过程89，m3千克工质放热过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——组成的闭合过程；其中，m3为m1与m2之和。

附图说明：

图1是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第1种原则性流程示例图。

图2是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第2种原则性流程示例图。

图3是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第3种原则性流程示例图。

图4是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第4种原则性流程示例图。

图5是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第5种原则性流程示例图。

图6是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第6种原则性流程示例图。

图7是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第7种原则性流程示例图。

图8是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第8种原则性流程示例图。

图9是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第9种原则性流程示例图。

图10是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第10种原则性流程示例图。

图11是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第11种原则性流程示例图。

图12是依据本发明所提供的单工质蒸汽联合循环第12种原则性流程示例图。

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；下述各示例中，m3为m1与m2之和；下面结合附图和实例详细描述本发明。

图1所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质吸热升温、汽化和过热过程23，m1千克工质降压膨胀过程34，m1千克工质吸热升温过程45，m2千克工质升压升温过程85，m3千克工质吸热升温过程56，m3千克工质降压膨胀过程67，m3千克工质放热降温过程78，m1千克工质放热冷凝过程81——共9个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行23过程和45过程，还有m3千克工质进行56过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由m3千克工质进行78过程的放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m3千克工质进行78过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或全部用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行81过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程85一般由压缩机来完成；m1千克工质降压膨胀过程34和m3千克工质的降压膨胀过程67，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图2所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质吸热升温、汽化和过热过程23，m1千克工质降压膨胀过程34，m1千克工质吸热升温过程45，m1千克工质降压膨胀过程57，m2千克工质升压升温过程96，m2千克工质吸热升温过程67，m3千克工质降压膨胀过程78，m3千克工质放热降温过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——共10个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行23过程和45过程，还有m2千克工质进行67过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由m3千克工质进行89过程的放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m3千克工质进行89过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行91过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程96一般由压缩机来完成；m1千克工质的降压膨胀过程34，m1千克工质的降压膨胀过程57，还有m3千克工质的降压膨胀过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图3所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质吸热升温、汽化和过热过程23，m1千克工质降压膨胀过程34，m1千克工质吸热升温过程47，m2千克工质升压升温过程95，m2千克工质吸热升温过程56，m2千克工质降压膨胀过程67，m3千克工质降压膨胀过程78，m3千克工质放热降温过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——共10个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行23过程和47过程，还有m2千克工质进行56过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供，低温段的吸热由外部热源或由m3千克工质进行89过程的放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m3千克工质进行89过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行91过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程95一般由压缩机来完成；m1千克工质的降压膨胀过程34，m2千克工质的降压膨胀过程67和m3千克工质的降压膨胀过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图4所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质吸热升温、汽化和过热过程23，m1千克工质降压膨胀过程34，m1千克工质吸热升温过程45，m1千克工质降压膨胀过程59，m2千克工质升压升温过程c6，m2千克工质吸热升温过程67，m2千克工质降压膨胀过程78，m2千克工质放热降温过程89，m3千克工质放热降温过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——共11个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行23过程和45过程，还有m2千克工质进行67过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由m2千克工质进行89过程与m3千克工质进行9c过程的联合放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m2千克工质进行89过程的放热和m3千克工质进行9c过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行c1过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程c6一般由压缩机来完成；m1千克工质的降压过程34，m1千克工质的降压过程59，还有m2千克工质的降压过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图5所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质吸热升温、汽化和过热过程23，m1千克工质降压膨胀过程34，m1千克工质吸热升温过程45，m1千克工质降压膨胀过程56，m1千克工质放热降温过程69，m2千克工质升压升温过程c7，m2千克工质吸热升温过程78，m2千克工质降压膨胀过程89，m3千克工质放热降温过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——共11个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行23过程和45过程，还有m2千克工质进行78过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由m1千克工质进行69过程与m3千克工质进行9c过程的联合放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m1千克工质进行69过程的放热和m3千克工质进行9c过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行c1过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程85一般由压缩机来完成；m1千克工质的降压过程34，m1千克工质的降压过程56，还有m2千克工质的降压过程89，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图6所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质吸热升温、汽化和过热过程23，m1千克工质降压膨胀过程34，m1千克工质吸热升温过程45，m2千克工质升压升温过程c5，m3千克工质吸热升温过程56，x千克工质降压膨胀过程69，(m3-x)千克工质吸热升温过程67，(m3-x)千克工质降压膨胀过程78，(m3-x)千克工质放热降温过程89，m3千克工质放热降温过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——共12个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行23过程、m1千克工质进行45过程、m3千克工质进行56过程和(m3-x)千克进行67过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由(m3-x)千克工质进行89过程与m3千克工质进行9c过程的联合放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——(m3-x)千克工质进行89过程的放热和m3千克工质进行9c过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行c1过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程c5一般由压缩机来完成；m1千克工质的降压过程34，x千克工质的降压过程69，(m3-x)千克工质的降压过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图7所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质与m千克工质的混合吸热升温过程2b，(m1+m)千克工质吸热升温、汽化和过热过程b3，(m1+m)千克工质降压膨胀过程34，(m1+m)千克工质吸热升温过程45，m2千克工质升压升温过程8a，m千克工质与m1千克工质的混合放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压升温过程a5，m3千克工质吸热升温过程56，m3千克工质降压膨胀过程67，m3千克工质放热降温过程78，m1千克工质放热冷凝过程81——共12个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行2b过程的吸热来自m千克过热蒸汽的混合放热，m1千克工质进行b3过程和45过程，还有m3千克工质进行56过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供，低温段的吸热由外部热源或由m3千克工质进行78过程的放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m3千克工质进行78过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或全部用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行81过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程8a和(m2-m)千克工质的升压过程a5一般由压缩机来完成；(m1+m)千克工质的降压过程34，m3千克工质的降压膨胀过程67，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图8所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质与m千克工质的混合吸热升温过程2b，(m1+m)千克工质吸热升温、汽化和过热过程b3，(m1+m)千克工质降压膨胀过程34，(m1+m)千克工质吸热升温过程45，(m1+m)千克工质降压膨胀过程57，m2千克工质升压升温过程9a，m千克工质与m1千克工质的混合放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压升温过程a6，(m2-m)千克工质吸热升温过程67，m3千克工质降压膨胀过程78，m3千克工质放热降温过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——共13个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行2b过程的吸热来自m千克过热蒸汽的混合放热，(m1+m)千克工质进行23过程和45过程，还有(m2-m)千克工质进行67过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供，低温段的吸热由外部热源或由m3千克工质进行89过程的放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m3千克工质进行89过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行91过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程9a和(m2-m)千克工质的升压过程a6一般由压缩机来完成；(m1+m)千克工质的降压过程34，(m1+m)千克工质的降压膨胀过程57，还有m3千克工质的降压膨胀过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图9所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质与m千克工质的混合吸热升温过程2b，(m1+m)千克工质吸热升温、汽化和过热过程b3，(m1+m)千克工质降压膨胀过程34，(m1+m)千克工质吸热升温过程47，m2千克工质升压升温过程9a，m千克工质与m1千克工质的混合放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压升温过程a5，(m2-m)千克工质吸热升温过程56，(m2-m)千克工质降压膨胀过程67，m3千克工质降压膨胀过程78，m3千克工质放热降温过程89，m1千克工质放热冷凝过程91——共13个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行2b过程的吸热来自m千克过热蒸汽的混合放热，(m1+m)千克工质进行b3过程和47过程，还有(m2-m)千克工质进行56过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供，低温段的吸热由外部热源或由m3千克工质进行89过程的放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——m3千克工质进行89过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行91过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程9a和(m2-m)千克工质的升压过程a5一般由压缩机来完成；(m1+m)千克工质的降压过程34，(m2-m)千克工质的降压膨胀过程67，还有m3千克工质的降压膨胀过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图10所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质与m千克工质的混合吸热升温过程2b，(m1+m)千克工质吸热升温、汽化和过热过程b3，(m1+m)千克工质降压膨胀过程34，(m1+m)千克工质吸热升温过程45，(m1+m)千克工质降压膨胀过程59，m2千克工质升压升温过程ca，m千克工质与m1千克工质的混合放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压升温过程a6，(m2-m)千克工质吸热升温过程67，(m2-m)千克工质降压膨胀过程78，(m2-m)千克工质放热降温过程89，m3千克工质放热降温过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——共14个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行2b过程的吸热来自m千克过热蒸汽的混合放热，(m1+m)千克工质进行b3过程和45过程，还有(m2-m)千克工质进行67过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由(m2-m)千克工质进行89过程与m3千克工质进行9c过程的联合放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——(m2-m)千克工质进行89过程的放热和m3千克工质进行9c过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行c1过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程ca和(m2-m)千克工质的升压过程a6一般由压缩机来完成；(m1+m)千克工质的降压过程34，(m1+m)千克工质的降压过程59和(m2-m)千克工质的降压过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图11所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质与m千克工质的混合吸热升温过程2b，(m1+m)千克工质吸热升温、汽化和过热过程b3，(m1+m)千克工质降压膨胀过程34，(m1+m)千克工质吸热升温过程45，(m1+m)千克工质降压膨胀过程56，(m1+m)千克工质放热降温过程69，m2千克工质升压升温过程ca，m千克工质与m1千克工质的混合放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压升温过程a7，(m2-m)千克工质吸热升温过程78，(m2-m)千克工质降压膨胀过程89，m3千克工质放热降温过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——共计14个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行2b过程的吸热来自m千克过热蒸汽的混合放热，(m1+m)千克工质进行b3过程和45过程，还有(m2-m)千克工质进行78过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由(m1+m)千克工质进行69过程与m3千克工质进行9c过程的联合放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——(m1+m)千克工质进行69过程的放热和m3千克工质进行9c过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行c1过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程ca和(m2-m)千克工质的升压过程a7一般由压缩机来完成；(m1+m)千克工质的降压过程34，(m1+m)千克工质的降压过程56，还有(m2-m)千克工质的降压过程89，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

图12所示t-s图中的单工质蒸汽联合循环示例是这样进行的：

(1)从循环过程上看：

工作介质进行——m1千克工质冷凝液升压过程12，m1千克工质与m千克工质的混合吸热升温过程2b，(m1+m)千克工质吸热升温、汽化和过热过程b3，(m1+m)千克工质降压膨胀过程34，(m1+m)千克工质吸热升温过程45，m2千克工质升压升温过程ca，m千克工质与m1千克工质的混合放热冷凝过程ab，(m2-m)千克工质升压升温过程a5，m3千克工质吸热升温过程56，x千克工质降压膨胀过程69，(m3-x)千克工质吸热升温过程67，(m3-x)千克工质降压膨胀过程78，(m3-x)千克工质放热降温过程89，m3千克工质放热降温过程9c，m1千克工质放热冷凝过程c1——共计15个过程。

(2)从能量转换上看：

①吸热过程——m1千克工质进行2b过程的吸热来自m千克过热蒸汽的混合放热，(m1+m)千克工质进行b3过程和45过程，m3千克工质进行56过程，还有(m3-x)千克进行67过程，其高温段的吸热一般由外部热源来提供；低温段的吸热由外部热源或由(m3-x)千克工质进行89过程与m3千克工质进行9c过程的联合放热(回热)来提供，或由二者共同来提供。

②放热过程——(m3-x)千克工质进行89过程的放热和m3千克工质进行9c过程的放热，可对外提供满足相应热需求，或者部分或大部分用于联合循环其它过程的吸热需求，无用部分向低温热源(如环境)释放；m1千克工质进行c1过程的放热，一般向低温热源释放，热动联供时向热用户提供。

③能量转换过程——m1千克工质的升压过程12一般由循环泵来完成，m2千克工质的升压过程ca和(m2-m)千克工质的升压过程a5一般由压缩机来完成；(m1+m)千克工质的降压过程34，x千克工质的降压过程69，还有(m3-x)千克工质的降压过程78，一般由膨胀机来完成；膨胀作功大于升压耗功，完成热变功并对外提供循环净功，形成单工质蒸汽联合循环。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的单工质蒸汽联合循环，具有如下效果和优势：

(1)创建热能(温差)利用基础理论。

(2)较大幅度减少相变吸热过程的热负荷，相对增加高温段吸热负荷，热效率高。

(3)方法简单，流程合理，适用性好，是实现温差有效利用的共性技术。

(4)单一工质，有利于生产和储存；降低运行成本，提高循环调节的灵活性

(5)过程共用，减少过程，为减少设备投资提供理论基础。

(6)在高温区或变温区阶段，循环介质与热源介质同为变温过程，有利于降低吸热环节的温差传热损失，提高热效率。

(7)在高温区采取低压高温运行方式，解决传统蒸汽动力装置中热效率、循环介质参数与管材耐压耐温性能之间难以调和的矛盾。

(8)在实现高热效率前提下，可选择低压运行，为提高装置运行的安全性提供理论支撑。

(9)工质适用范围广，能够很好地适应供能需求，工质与工作参数之间匹配灵活。

(10)扩展了实现温差利用的热力循环范围，有利于更好地实现高温热源和变温热源的高效动力利用。