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CN118188087A - 多能携同联合循环蒸汽动力装置 - Google Patents

多能携同联合循环蒸汽动力装置 Download PDF

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CN118188087A
CN118188087A CN202311517586.4A CN202311517586A CN118188087A CN 118188087 A CN118188087 A CN 118188087A CN 202311517586 A CN202311517586 A CN 202311517586A CN 118188087 A CN118188087 A CN 118188087A
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heating furnace
steam
channel
outside
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李华玉
李鸿瑞
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Abstract

本发明提供能携同联合循环蒸汽动力装置，属于热力学与热动技术领域。外部有低品位燃料通道连通加热炉，外部有空气通道经热源回热器连通加热炉，加热炉有燃气通道经热源回热器连通外部，外部有高品位燃料通道连通第二加热炉，外部有空气通道经第二热源回热器连通第二加热炉，第二加热炉有燃气通道经第二热源回热器连通外部；冷凝器经升压泵、蒸发器、加热炉和太阳能集热系统连通第二加热炉，压缩机有蒸汽通道经加热炉和太阳能集热系统连通第二加热炉，第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机有低压蒸汽通道经蒸发器之后分别连通压缩机和冷凝器；冷凝器有冷却介质通道连通外部，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。

Description

多能携同联合循环蒸汽动力装置
技术领域：
本发明属于热力学与热动技术领域。
背景技术：
常规燃料和光热，都可以实现热变功；采用相同或不同的热变功原理，利用不同的系统装置，付出相应的建设成本，从而实现常规燃料或光热转换为机械能；显而易见，设法减少热变功装置的数量是有积极意义的。
燃料燃烧所形成燃气的温度高低直接决定着热变功效率；受工作原理、工质性质、材料性质和设备制造水平等某一或多个因素所限制，现在技术条件下，燃料燃烧过程存在温差不可逆损失。
太阳能通过集热技术手段形成高温光热热源，受限于工作原理、材料及安全性等因素，光热的动力应用价值没有得到充分发挥，存在较大的提升空间。为尽可能多地将太阳能转化为机械能，高温光热是太阳能利用发展的主要方向；不过，光热温度越高，太阳能集热系统的建设成本也将随之显著增大。
从热源温度和应用看，光热介于高品位燃料和低品位燃料之间；跨越种类和热源品位障碍，创建同时应用光热和燃料、热力学完善度高、流程合理和结构简单的一体化热动循环装置，降低热变功体系建设成本，实现光热和燃料的高价值应用，不是一件容易的事。
本着简单、主动、安全、高效地利用能源获得动力的原则，本发明给出了高品位燃料、高温光热和低品位燃料之间分步携同，流程合理，结构简单，热力学完善度高，显著提升光热和燃料动力应用价值，建设成本低和性价比高的多能携同联合循环蒸汽动力装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供多能携同联合循环蒸汽动力装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉和第二热源回热器所组成；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，外部有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；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蒸汽通道经加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道经加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机连接压缩机和升压泵并传输动力。
2.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热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，外部有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；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蒸汽通道经高温回热器、加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道经高温回热器、加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经高温回热器与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机连接压缩机和升压泵并传输动力。
3.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热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，外部有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；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蒸汽通道经高温回热器、加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道经高温回热器、加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有蒸汽通道经高温回热器与自身连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机连接压缩机和升压泵并传输动力。
4.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和供热器所组成；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，外部有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵和加热炉与太阳能集热系统连通之后太阳能集热系统再有蒸汽通道与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与供热器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，供热器还有被加热介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机连接压缩机和升压泵并传输动力。
5.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉和第二热源回热器所组成；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，外部有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；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蒸汽通道经加热炉与太阳能集热系统连通，太阳能集热系统还有蒸汽通道通过中间端口与汽轮机连通，压缩机有蒸汽通道经加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机连接压缩机和升压泵并传输动力。
6.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和第二汽轮机所组成；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，外部有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；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蒸汽通道与第二汽轮机连通，第二汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机有蒸汽通道经加热炉和太阳能集热系统与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机连接压缩机和升压泵并传输动力。
7.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经加热炉与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
8.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经太阳能集热系统与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
9.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经第二加热炉与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
10.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经加热炉、太阳能集热系统和第二加热炉与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
11.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1-10项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，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，压缩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，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
12.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1-11项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机并取代汽轮机，增加双能压缩机并取代压缩机，增加扩压管并取代升压泵，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
13.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1、3、5项所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加新增蒸发器和新增扩压管，将汽轮机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为汽轮机有低压蒸汽通道经蒸发器与新增蒸发器连通，将蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通调整为新增蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通，将冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经升压泵与新增蒸发器连通之后新增蒸发器再有湿蒸汽通道经新增扩压管与蒸发器连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第4种原则性热力系统图。
图5是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第5种原则性热力系统图。
图6是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第6种原则性热力系统图。
图7是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第7种原则性热力系统图。
图8是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第8种原则性热力系统图。
图9是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第9种原则性热力系统图。
图10是依据本发明所提供的多能携同联合循环蒸汽动力装置第10种原则性热力系统图。
图中，1-汽轮机，2-压缩机，3-升压泵，4-冷凝器，5-蒸发器，6-加热炉，7-热源回热器，8-太阳能集热系统，9-第二加热炉，10-第二热源回热器，11-高温回热器，12-供热器，13-第二汽轮机，14-第二升压泵，15-低温回热器，16-膨胀增速机，17-双能压缩机，18-扩压管，A-新增蒸发器，B-新增扩压管。
关于低品位燃料、高品位燃料、光热和太阳能集热系统，这里给出如下简要说明：
(1)低品位燃料：指的是燃烧产物难以形成较高温度的高温热源的燃料。
(2)高品位燃料：指的是燃烧产物能够形成较高温度的高温热源的燃料。
(3)对固体燃料来说，燃烧产物的气态物质是构成热源的核心，而燃烧产物中的固态物质，如废渣，在其含有热能得到利用(例如，利用流程及设备包含在燃烧室内或在燃烧室本体之外预热空气)之后被排出，不单独列出，其作用不单独表述。
(4)受限于现行技术条件或材料性能等原因，尤其对于需要通过间接手段向循环工质提供驱动高温热负荷的燃料来说，现行技术条件下，使循环工质能够达到的温度更高者为高品位燃料，使循环工质能够达到的温度较低者为低品位燃料。
(5)本发明申请中的太阳能集热系统，又称太阳能供热系统，是指利用集热器将太阳辐射能转换成高温热能(简称光热)，能够用来向热力循环系统提供驱动热负荷的供热系统；其主要由集热器及相关必要辅助设施构成。
(6)太阳能集热系统的类型，包括但不限于：①聚光型太阳能集热系统，当前主要有槽式、塔式和蝶式三种系统；②非聚光型太阳能集热系统，现阶段有太阳池、太阳能烟筒等系统。
(7)太阳能集热系统的供热方式，当前主要有两种：①将太阳能转换成的高温热能直接提供给流经太阳能集热系统的循环工质；②将太阳能转换成的高温热能，首先提供给自身循环回路工作介质，然后由工作介质通过热交换器提供给流经太阳能集热系统的循环工质。
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所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉6连通，外部还有空气通道经热源回热器7与加热炉6连通，加热炉6还有燃气通道经热源回热器7与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉9连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道经加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，压缩机2有蒸汽通道经加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，第二加热炉9还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蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。
(2)流程上，外部低品位燃料进入加热炉6，外部空气流经热源回热器7吸热升温之后进入加热炉6，燃料和空气在加热炉6内混合并燃烧生成较高温度的燃气，燃气放热于流经加热炉6的蒸汽，之后流经热源回热器7放热降温和对外排放；外部高品位燃料进入第二加热炉9，外部空气流经第二热源回热器10吸热升温之后进入第二加热炉9，燃料和空气在第二加热炉9内混合并燃烧生成高温燃气，燃气放热于流经第二加热炉9的蒸汽，之后流经第二热源回热器10放热降温和对外排放；冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，流经加热炉6、太阳能集热系统8和第二加热炉9逐步吸热升温，压缩机2排放的蒸汽流经加热炉6、太阳能集热系统8和第二加热炉9逐步吸热升温；第二加热炉9排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热冷凝；低品位燃料通过加热炉6提供驱动热负荷，太阳能通过太阳能集热系统8提供驱动热负荷，高品位燃料通过第二加热炉9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器4带走低温热负荷，两路空气和燃气分别通过进出系统带走排放热负荷；汽轮机1输出的功提供给压缩机2和外部作动力，或汽轮机1输出的功提供给压缩机2、升压泵3和外部作动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图2所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉6连通，外部还有空气通道经热源回热器7与加热炉6连通，加热炉6还有燃气通道经热源回热器7与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉9连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，压缩机2有蒸汽通道经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道经高温回热器11与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器5排放的高压蒸汽流经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8逐步吸热升温，之后进入第二加热炉9吸热升温；压缩机2排放的蒸汽流经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8逐步吸热升温，之后进入第二加热炉9吸热升温；汽轮机1排放的低压蒸汽流经高温回热器11和蒸发器5逐步放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热冷凝，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图3所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉6连通，外部还有空气通道经热源回热器7与加热炉6连通，加热炉6还有燃气通道经热源回热器7与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉9连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，压缩机2有蒸汽通道经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有蒸汽通道经高温回热器11与自身连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器5排放的高压蒸汽流经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8逐步吸热升温，之后进入第二加热炉9吸热升温；压缩机2排放的蒸汽流经高温回热器11、加热炉6和太阳能集热系统8逐步吸热升温，之后进入第二加热炉9吸热升温；第二加热炉9排放的蒸汽进入汽轮机1降压作功，至一定程度之后流经高温回热器11放热降温，然后进入汽轮机1继续降压作功；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分别进入压缩机2升压升温和进入冷凝器4放热冷凝，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图4所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和供热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉6连通，外部还有空气通道经热源回热器7与加热炉6连通，加热炉6还有燃气通道经热源回热器7与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉9连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3和加热炉6与太阳能集热系统8连通之后太阳能集热系统8再有蒸汽通道与第二加热炉9连通，压缩机2有蒸汽通道与第二加热炉9连通，第二加热炉9还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供热器12连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，供热器12还有被加热介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压，流经加热炉6吸热升温、部分或全部汽化，流经太阳能集热系统8继续吸热，之后进入第二加热炉9吸热升温，压缩机2排放的蒸汽进入第二加热炉9吸热升温；汽轮机1排放的低压蒸汽流经供热器12放热降温，之后分别进入压缩机2升压升温和进入冷凝器4放热冷凝；被加热介质通过供热器12带走供热热负荷，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图5所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉6连通，外部还有空气通道经热源回热器7与加热炉6连通，加热炉6还有燃气通道经热源回热器7与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉9连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道经加热炉6与太阳能集热系统8连通，太阳能集热系统8还有蒸汽通道通过中间端口与汽轮机1连通，压缩机2有蒸汽通道经加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，第二加热炉9还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蒸发器5连通之后分成两路——第一路与压缩机2连通和第二路与冷凝器4连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器5排放的高压蒸汽流经加热炉6和太阳能集热系统8逐步吸热升温，之后通过中间进汽端口进入汽轮机1降压作功；压缩机2排放的蒸汽流经加热炉6、太阳能集热系统8和第二加热炉9逐步吸热升温，之后进入汽轮机1降压作功；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分别进入压缩机2升压升温和进入冷凝器4放热冷凝，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图6所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和第二汽轮机所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉6连通，外部还有空气通道经热源回热器7与加热炉6连通，加热炉6还有燃气通道经热源回热器7与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉9连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉9连通，第二加热炉9还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通之后蒸发器5再有蒸汽通道与第二汽轮机13连通，第二汽轮机13还有低压蒸汽通道与蒸发器5连通，压缩机2有蒸汽通道经加热炉6和太阳能集热系统8与第二加热炉9连通，第二加热炉9还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蒸发器5连通，蒸发器5还有低压蒸汽通道分别与压缩机2和冷凝器4连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4的冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，流经第二汽轮机13降压作功，之后进入蒸发器5；压缩机2排放的蒸汽流经加热炉6、太阳能集热系统8和第二加热炉9逐步吸热升温，流经汽轮机1降压作功，之后进入蒸发器5；低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热冷凝；汽轮机1和第二汽轮机13输出的功提供给压缩机2和外部作动力，或汽轮机1和第二汽轮机13输出的功提供给压缩机2、升压泵3和外部作动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图7所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉9有蒸汽通道与汽轮机1连通调整为第二加热炉9有蒸汽通道与汽轮机1连通之后汽轮机1还有再热蒸汽通道经第二加热炉9与自身连通。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：第二加热炉9释放的蒸汽进入汽轮机1降压作功，至一定程度之后进入第二加热炉9吸热升温，然后进入汽轮机1继续降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽提供给蒸发器5，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图8所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置中，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3连通调整为冷凝器4有冷凝液管路经第二升压泵14与低温回热器15连通，压缩机2增设抽汽通道与低温回热器15连通，低温回热器15再有冷凝液管路与升压泵3连通。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4排放的冷凝液流经第二升压泵14升压之后进入低温回热器15，与来自压缩机2的抽汽混合、吸热和升温，抽汽放热成冷凝液；低温回热器15的冷凝液流经升压泵3升压，之后进入蒸发器5吸热升温和汽化；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路进入冷凝器4放热冷凝；低压蒸汽进入压缩机2升压升温，至一定程度之后分成两路——第一路提供给低温回热器15，第二路继续升压升温之后进入加热炉6，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图9示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机16并取代汽轮机1，增加双能压缩机17并取代压缩机2，增加扩压管18并取代升压泵3。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4的冷凝液流经扩压管18降速升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，流经加热炉6、太阳能集热系统8和第二加热炉9逐步吸热升温，双能压缩机17排放的蒸汽流经加热炉6、太阳能集热系统8和第二加热炉9逐步吸热升温；第二加热炉9排放的蒸汽流经膨胀增速机16降压作功并增速，膨胀增速机16排放的低压蒸汽流经蒸发器5放热降温，之后分成两路——第一路进入双能压缩机17升压升温并降速，第二路进入冷凝器4放热冷凝，膨胀增速机16输出的功提供给双能压缩机17和外部作动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
图10所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加新增蒸发器和新增扩压管，将汽轮机1有低压蒸汽通道与蒸发器5连通调整为汽轮机1有低压蒸汽通道经蒸发器5与新增蒸发器A连通，将蒸发器5有低压蒸汽通道分别与压缩机2和冷凝器4连通调整为新增蒸发器A有低压蒸汽通道分别与压缩机2和冷凝器4连通，将冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与蒸发器5连通调整为冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与新增蒸发器A连通之后新增蒸发器A再有湿蒸汽通道经新增扩压管B与蒸发器5连通。
(2)流程上，与图1所示的多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器4排放的冷凝液流经升压泵3升压，流经新增蒸发器A吸热升温、部分汽化并增速，流经新增扩压管B降速升压，之后进入蒸发器5吸热汽化；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器5和新增蒸发器A逐步放热降温，之后分别进入压缩机2升压升温和进入冷凝器4放热冷凝，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的多能携同联合循环蒸汽动力装置，具有如下效果和优势：
(1)高品位燃料、光热和低品位燃料共用一体化热变功系统，不同驱动能源的热变功系统合三为一，节省热变功体系建设成本，性价比高。
(2)高品位燃料、光热和低品位燃料之间，实现跨类型、跨品位携同，热力学完善度高。
(3)高品位燃料、光热和低品位燃料提供驱动热负荷环节，热力学完善度高。
(4)低品位燃料借助于光热发挥更大作用，显著提升光热转换为机械能的利用价值。
(5)光热借助于高品位燃料发挥更大作用，显著提升高品位燃料转换为机械能的利用价值。
(6)高水平发挥低品位燃料动力应用价值，减少光热提供驱动热负荷过程中的温差不可逆损失。
(7)高水平发挥光热动力应用价值，减少高品位燃料提供驱动热负荷过程中的温差不可逆损失。
(8)驱动热负荷在单工质联合循环中实现分级利用，显著降低温差不可逆损失，热变功效率及热力学完善度高。
(9)低品位燃料可用于或有助于降低联合循环升压比，提升循环工质流量，有利于构建大负荷多能携同联合循环蒸汽动力装置。
(10)利用工质特性，采用简单技术手段显著提升传热过程温差利用水平，提高热效率。
(11)提供多种回热技术手段，有效提升装置在负荷、性能指数、升压比等方面的协调性。
(12)结构简单，流程合理，方案丰富；提升能源合理利用水平，有利于扩展多能携同联合循环蒸汽动力装置的应用范围。

Claims (13)

1.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉(6)连通，外部还有空气通道经热源回热器(7)与加热炉(6)连通，加热炉(6)还有燃气通道经热源回热器(7)与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉(9)连通，外部还有空气通道经第二热源回热器(10)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有燃气通道经第二热源回热器(10)与外部连通；冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道经加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，压缩机(2)有蒸汽通道经加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还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蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机(1)连接压缩机(2)和升压泵(3)并传输动力。
2.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉(6)连通，外部还有空气通道经热源回热器(7)与加热炉(6)连通，加热炉(6)还有燃气通道经热源回热器(7)与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉(9)连通，外部还有空气通道经第二热源回热器(10)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有燃气通道经第二热源回热器(10)与外部连通；冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道经高温回热器(11)、加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，压缩机(2)有蒸汽通道经高温回热器(11)、加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道经高温回热器(11)与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机(1)连接压缩机(2)和升压泵(3)并传输动力。
3.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉(6)连通，外部还有空气通道经热源回热器(7)与加热炉(6)连通，加热炉(6)还有燃气通道经热源回热器(7)与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉(9)连通，外部还有空气通道经第二热源回热器(10)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有燃气通道经第二热源回热器(10)与外部连通；冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道经高温回热器(11)、加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，压缩机(2)有蒸汽通道经高温回热器(11)、加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有蒸汽通道与汽轮机(1)连通，汽轮机(1)还有蒸汽通道经高温回热器(11)与自身连通，汽轮机(1)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机(1)连接压缩机(2)和升压泵(3)并传输动力。
4.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和供热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉(6)连通，外部还有空气通道经热源回热器(7)与加热炉(6)连通，加热炉(6)还有燃气通道经热源回热器(7)与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉(9)连通，外部还有空气通道经第二热源回热器(10)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有燃气通道经第二热源回热器(10)与外部连通；冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)和加热炉(6)与太阳能集热系统(8)连通之后太阳能集热系统(8)再有蒸汽通道与第二加热炉(9)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还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供热器(12)连通之后分成两路——第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，供热器(12)还有被加热介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机(1)连接压缩机(2)和升压泵(3)并传输动力。
5.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉(6)连通，外部还有空气通道经热源回热器(7)与加热炉(6)连通，加热炉(6)还有燃气通道经热源回热器(7)与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉(9)连通，外部还有空气通道经第二热源回热器(10)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有燃气通道经第二热源回热器(10)与外部连通；冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道经加热炉(6)与太阳能集热系统(8)连通，太阳能集热系统(8)还有蒸汽通道通过中间端口与汽轮机(1)连通，压缩机(2)有蒸汽通道经加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还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蒸发器(5)连通之后分成两路一一第一路与压缩机(2)连通和第二路与冷凝器(4)连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机(1)连接压缩机(2)和升压泵(3)并传输动力。
6.多能携同联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、热源回热器、太阳能集热系统、第二加热炉、第二热源回热器和第二汽轮机所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉(6)连通，外部还有空气通道经热源回热器(7)与加热炉(6)连通，加热炉(6)还有燃气通道经热源回热器(7)与外部连通，外部有高品位燃料通道与第二加热炉(9)连通，外部还有空气通道经第二热源回热器(10)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还有燃气通道经第二热源回热器(10)与外部连通；冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通之后蒸发器(5)再有蒸汽通道与第二汽轮机(11)连通，第二汽轮机(11)还有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通，压缩机(2)有蒸汽通道经加热炉(6)和太阳能集热系统(8)与第二加热炉(9)连通，第二加热炉(9)还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蒸发器(5)连通，蒸发器(5)还有低压蒸汽通道分别与压缩机(2)和冷凝器(4)连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置；其中，或汽轮机(1)连接压缩机(2)和升压泵(3)并传输动力。
7.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-6所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通调整为第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通之后汽轮机(1)还有再热蒸汽通道经加热炉(6)与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
8.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-6所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通调整为第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通之后汽轮机(1)还有再热蒸汽通道经太阳能集热系统(8)与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
9.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-6所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通调整为第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通之后汽轮机(1)还有再热蒸汽通道经第二加热炉(9)与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
10.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-6所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通调整为第二加热炉(9)有蒸汽通道与汽轮机(1)连通之后汽轮机(1)还有再热蒸汽通道经加热炉(6)、太阳能集热系统(8)和第二加热炉(9)与自身连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
11.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-10所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，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(3)连通调整为冷凝器(4)有冷凝液管路经第二升压泵(14)与低温回热器(15)连通，压缩机(2)增设抽汽通道与低温回热器(15)连通，低温回热器(15)再有冷凝液管路与升压泵(3)连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
12.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1-11所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机(16)并取代汽轮机(1)，增加双能压缩机(17)并取代压缩机(2)，增加扩压管(18)并取代升压泵(3)，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
13.多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在权利要求1、3、5所述的任一一款多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加新增蒸发器和新增扩压管，将汽轮机(1)有低压蒸汽通道与蒸发器(5)连通调整为汽轮机(1)有低压蒸汽通道经蒸发器(5)与新增蒸发器(A)连通，将蒸发器(5)有低压蒸汽通道分别与压缩机(2)和冷凝器(4)连通调整为新增蒸发器(A)有低压蒸汽通道分别与压缩机(2)和冷凝器(4)连通，将冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与蒸发器(5)连通调整为冷凝器(4)有冷凝液管路经升压泵(3)与新增蒸发器(A)连通之后新增蒸发器(A)再有湿蒸汽通道经新增扩压管(B)与蒸发器(5)连通，形成多能携同联合循环蒸汽动力装置。
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