:本发明属于联合循环热动。
背景技术
0、
背景技术:
1、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;针对燃料燃烧形成的高温热源,需要构建联合循环以得到合理的热效率。不过,由于回热环节负荷大且温差难以调控,从而导致回热环节传热温差损失大——这给装置的热变功效率带来不利影响,需要加以改善。
2、燃料有不同的种类和不同的性质,其中燃料燃烧所形成燃气的温度高低直接决定着热变功效率;从燃烧形成的燃气温度(如定压燃烧温度)来看,定压燃烧温度高的高品位燃料对应着高品位热源,可转化更多的机械能;而定压燃烧温度低的低品位燃料难以形成高温燃烧产物,对应着低品位热源,可转化的机械能相对较少。
3、在常规燃气-蒸汽动力装置中,布雷顿循环和朗肯循环相结合,实现热能的分步利用并得到合理的热变功效率。尽管如此,但深入分析之后发现不足之处:从燃料角度看——由于受限于工作原理或材料性质或设备制造水平等原因,在高品位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大,燃烧过程中存在温差不可逆损失,这导致燃料利用上的质量损失——令人意想不到的是,这给低品位燃料的高价值利用提供了机会。
4、本着简单、主动、安全、高效地利用燃料获得动力的基本原则,本发明给出了将低品位燃料与高品位燃料合理搭配使用,以简单技术手段有效降低回热环节传热温差不可逆损失,具有热效率高、安全性强和结构简单等优势,实现取长补短和优势互补,大幅度提高低品位燃料热变功效率和降低装置制造成本的变压回热型燃料携同双工质联合循环动力装置。
技术实现思路
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技术实现要素:
1、本发明主要目的是要提供燃料携同双工质联合循环动力装置,具体
技术实现要素:
分项阐述如下:
2、1.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器和第二蒸发器所组成;外部有低品位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;外部有空气通道经压缩机和加热炉与燃烧室连通,外部还有高品位燃料通道与燃烧室连通,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第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经加热炉和燃烧室与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
3、2.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有低品位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;外部有空气通道经压缩机、高温回热器和加热炉与燃烧室连通,外部还有高品位燃料通道与燃烧室连通,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、第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经加热炉和燃烧室与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
4、3.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有低品位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;外部有空气通道经压缩机、高温回热器和加热炉与燃烧室连通,外部还有高品位燃料通道与燃烧室连通,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第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经加热炉和燃烧室与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
5、4.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有低品位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加热炉与燃烧室连通,外部还有高品位燃料通道与燃烧室连通,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、第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经加热炉和燃烧室与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
6、5.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有低品位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加热炉与燃烧室连通,外部还有高品位燃料通道与燃烧室连通,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第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经加热炉和燃烧室与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
7、6.燃料携同双工质联合循环动力装置,是在第1-5项所述的任一一款燃料携同双工质联合循环动力装置中,增加新增加热炉和新增热源回热器,将加热炉有空气通道与燃烧室连通调整为加热炉有空气通道经新增加热炉与燃烧室连通,将加热炉有蒸汽通道与燃烧室连通调整为加热炉有蒸汽通道经新增加热炉与燃烧室连通;外部有中品位燃料通道与新增加热炉连通,外部还有空气通道经新增热源回热器与新增加热炉连通,新增加热炉还有燃气通道经新增热源回热器与外部连通,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
8、7.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器和第二蒸发器所组成;外部有高品位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;外部有空气通道经压缩机与燃烧室连通,外部还有低品位燃料通道与燃烧室连通,燃烧室还有燃气通道经加热炉与燃气轮机连通,燃气轮机还有燃气通道经第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经燃烧室和加热炉与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
9、8.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有高品位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;外部有空气通道经压缩机和高温回热器与燃烧室连通,外部还有低品位燃料通道与燃烧室连通,燃烧室还有燃气通道经加热炉与燃气轮机连通,燃气轮机还有燃气通道经高温回热器、第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经燃烧室和加热炉与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
10、9.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有高品位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;外部有空气通道经压缩机和高温回热器与燃烧室连通,外部还有低品位燃料通道与燃烧室连通,燃烧室还有燃气通道经加热炉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第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经燃烧室和加热炉与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
11、10.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有高品位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与燃烧室连通,外部还有低品位燃料通道与燃烧室连通,燃烧室还有燃气通道经加热炉与燃气轮机连通,燃气轮机还有燃气通道经高温回热器、第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经燃烧室和加热炉与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
12、11.燃料携同双工质联合循环动力装置,主要由压缩机、燃气轮机、汽轮机、升压泵、加热炉、燃烧室、热源回热器、冷凝器、扩压管、蒸发器、第二蒸发器和高温回热器所组成;外部有高品位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与燃烧室连通,外部还有低品位燃料通道与燃烧室连通,燃烧室还有燃气通道经加热炉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第二蒸发器和蒸发器与外部连通;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湿蒸汽通道经扩压管与第二蒸发器连通,第二蒸发器还有蒸汽通道经燃烧室和加热炉与汽轮机连通,汽轮机还有低压蒸汽通道经第二蒸发器和蒸发器与冷凝器连通;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,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
13、12.燃料携同双工质联合循环动力装置,是在第6-11项所述的任一一款燃料携同双工质联合循环动力装置中,增加新增加热炉和新增热源回热器,将燃烧室有燃气通道与加热炉连通调整为燃烧室有空气通道经新增加热炉与加热炉连通,将燃烧室有蒸汽通道与加热炉连通调整为燃烧室有蒸汽通道经新增加热炉与加热炉连通;外部有中品位燃料通道与新增加热炉连通,外部还有空气通道经新增热源回热器与新增加热炉连通,新增加热炉还有燃气通道经新增热源回热器与外部连通,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。
14、13.燃料携同双工质联合循环动力装置,是在第1-12项所述的任一一款燃料携同双工质联合循环动力装置中,增加膨胀增速机并取代汽轮机,增加新增扩压管并取代升压泵,形成燃料携同双工质联合循环动力装置。