氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置 |
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| 申请号 | CN202410133290.0 | 申请日 | 2024-01-27 | 公开(公告)号 | CN117967420A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 李华玉; | 发明人 | 李鸿瑞; 李华玉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供氢能型多能携同单工质联合循环 蒸汽 动 力 装置，属于 热力学 与热动技术领域。外部有氢气、 氧 气通道与 燃烧室 连通， 压缩机 有第一蒸汽通道经 回热器 和第二膨胀机与 蒸发 器 连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源 热交换器 连通， 冷凝器 经升压 泵 和 蒸发器 与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和 核反应堆 与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道经膨胀机和回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通，冷凝器还有冷凝 水 管路与外部连通；冷凝器有冷却介质通道、热源热交换器有热源介质通道分别与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室(11)连通，外部还有氧气通道与燃烧室(11)连通，压缩机(3)有第一蒸汽通道经回热器(5)与第二膨胀机(2)连通，第二膨胀机(2)还有低压蒸汽通道与蒸发器(7)连通，压缩机(3)还有第二蒸汽通道与热源热交换器(8)连通，冷凝器(6)有冷凝水管路经升压泵(4)与蒸发器(7)连通之后蒸发器(7)再有蒸汽通道与热源热交换器(8)连通，热源热交换器(8)还有蒸汽通道经第二压缩机(9)和核反应堆(10)与燃烧室(11)连通，燃烧室(11)还有蒸汽通道与膨胀机(1)连通，膨胀机(1)还有低压蒸汽通道经回热器(5)与蒸发器(7)连通，蒸发器(7)还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机(3)连通和第二路与冷凝器(6)连通，冷凝器(6)还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器(6)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(8)还有热源介质通道与外部连通，蒸发器(7)或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机(1)连接压缩机(3)和第二压缩机(9)并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机(1)连接压缩机(3)、升压泵(4)和第二压缩机(9)并传输动力。 |
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| 说明书全文 | 氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置技术领域： [0002] 氢燃料，核能，光热，以工业余热、地热为代表的常规热资源，都可以实现热变功；采用相同或不同的热变功原理，利用不同系统装置，付出相应建设成本，从而实现氢燃料、核能、热资源或光热转换为机械能；因此，设法减少热变功装置的数量是有积极意义的。 [0003] 氢气是高品质和高品位燃料，可以采用纯氧助燃以避免任何污染物的产生和排放；受工作原理、工质性质、材料性质、设备等因素所限制，氢气燃烧过程存在温差不可逆损失，核能的动力应用过程存在温差不可逆损失，光热的动力应用价值没有得到充分发挥以及性价比有待提高，以工业余热、地热为代表的常规热资源的热变功效率存在提升的空间。 [0004] 为提高热效率，必须使循环工质在获得高温热负荷之后形成尽可能高的温度；不过，此时高温膨胀机排放循环工质的温度随之升高、排放热量随之增大，热动系统中的传热温差损失随之增大——这对提升热变功效率带来不利影响。 [0005] 本着简单、主动、安全、高效地利用能源获得动力的原则，本发明给出了氢能、核能和常规热资源之间或氢能、核能和光热之间实现梯级携同，核能与常规热资源之间、核能与光热之间衔接灵活，流程合理，结构简单，热动装置系统性温差不可逆损失小，具有合理的热力学完善度和高性价比的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。发明内容： [0006] 本发明主要目的是要提供氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，具体发明内容分项阐述如下： [0007] 1.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有低压蒸汽通道经回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0008] 2.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道经回热器与自身连通之后膨胀机再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，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0009] 3.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机、第二回热器和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有低压蒸汽通道经第二回热器和回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0010] 4.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二回热器、第二压缩机和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有低压蒸汽通道经第二回热器和回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0011] 5.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道经第二回热器与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经第二回热器与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有低压蒸汽通道经第二回热器和回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0012] 6.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机、第二回热器和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道经第二回热器与自身连通之后膨胀机再有低压蒸汽通道经回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0013] 7.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二回热器、第二压缩机和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道经第二回热器与自身连通之后膨胀机再有低压蒸汽通道经回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0014] 8.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室连通，外部还有氧气通道与燃烧室连通，压缩机有第一蒸汽通道经回热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机还有第二蒸汽通道经第二回热器与热源热交换器连通，冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经第二回热器与热源热交换器连通，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道经第二回热器与自身连通之后膨胀机再有低压蒸汽通道经回热器与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机连通和第二路与冷凝器连通，冷凝器还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器还有热源介质通道与外部连通，蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接压缩机、升压泵和第二压缩机并传输动力。 [0015] 9.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第3或第6项所述的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，将第二压缩机有蒸汽通道经第二回热器与核反应堆连通，调整为第二压缩机有蒸汽通道经第二回热器与自身连通之后第二压缩机再有蒸汽通道与核反应堆连通，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0016] 10.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑9项所述的任一一款氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加第二升压泵和低温回热器，将冷凝器有冷凝水管路与升压泵连通调整为冷凝器有冷凝水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水管路与升压泵连通，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0017] 11.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1、3‑9项所述的任一一款氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将回热器有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为回热器有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，将第二膨胀机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为第二膨胀机有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，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第二蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通，将冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝水管路经升压泵与第二蒸发器连通之后第二蒸发器再有湿蒸汽通道经扩压管与蒸发器连通，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0018] 12.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2项所述的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将膨胀机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为膨胀机有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，将第二膨胀机有低压蒸汽通道与蒸发器连通调整为第二膨胀机有低压蒸汽通道经蒸发器与第二蒸发器连通，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第二蒸发器有低压蒸汽通道分别与压缩机和冷凝器连通，将冷凝器有冷凝水管路经升压泵与蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝水管路经升压泵与第二蒸发器连通之后第二蒸发器再有湿蒸汽通道经扩压管与蒸发器连通，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0019] 13.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑12项所述的任一一款氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，取消热源热交换器与外部连通的热源介质通道，增加太阳能集热系统并取代热源热交换器，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0020] 14.氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑13项所述的任一一款氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机并取代膨胀机，增加第二膨胀增速机并取代第二膨胀机，增加双能压缩机并取代压缩机，增加新增扩压管并取代升压泵，增加第二双能压缩机并取代第二压缩机，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。附图说明： [0021] 图1是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第1种原则性热力系统图。 [0022] 图2是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第2种原则性热力系统图。 [0023] 图3是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第3种原则性热力系统图。 [0024] 图4是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第4种原则性热力系统图。 [0025] 图5是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第5种原则性热力系统图。 [0026] 图6是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第6种原则性热力系统图。 [0027] 图7是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第7种原则性热力系统图。 [0028] 图8是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第8种原则性热力系统图。 [0029] 图9是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第9种原则性热力系统图。 [0030] 图10是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第10种原则性热力系统图。 [0031] 图11是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第11种原则性热力系统图。 [0032] 图12是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第12种原则性热力系统图。 [0033] 图13是依据本发明所提供的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置第13种原则性热力系统图。 [0034] 图中，1‑膨胀机，2‑第二膨胀机，3‑压缩机，4‑升压泵，5‑回热器，6‑冷凝器，7‑蒸发器，8‑热源热交换器，9‑第二压缩机，10‑核反应堆，11‑燃烧室，12‑第二回热器，13‑第二升压泵，14‑低温回热器，15‑第二蒸发器，16‑扩压管，17‑太阳能集热系统；A‑膨胀增速机，B‑第二膨胀增速机，C‑双能压缩机，D‑新增扩压管，E‑第二双能压缩机。 [0035] ※关于核能和核反应堆，这里给出如下简要说明： [0036] 本发明申请中的核反应堆，是利用核能直接或间接向工作介质提供高温热负荷的供热装置，一般包含两种情况： [0037] (1)核燃料通过核反应释放的热能，直接提供给流经核反应堆的循环工质。 [0038] (2)核燃料通过核反应释放的热能，首先提供给一回路冷却介质，然后由一回路冷却介质通过热交换器提供给流经核反应堆的循环工质——这意味着该热交换器被视为核反应堆11的组成部分。 [0039] ※关于光热和太阳能集热系统，这里给出如下简要说明： [0041] (2)广泛意义上的太阳能集热系统，包括采用各种不同手段和装置将太阳能转换为不同温度热能的各种系统。 [0042] (3)太阳能集热系统的类型，包括但不限于：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；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。 [0043] (4)太阳能集热系统的供热方式，当前主要有两种：一是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；二是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： [0044] 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。 [0045] 图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0046] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二压缩机9和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有低压蒸汽通道经回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0047] (2)流程上，外部压力较高的氢气和氧气进入燃烧室11燃烧，生成高温高压水蒸气；蒸发器7排放的一部分低压蒸汽进入压缩机3升压升温，至一定程度之后分成两路——第一路流经回热器5吸热升温、流经第二膨胀机2降压作功和提供给蒸发器7，第二路继续升压升温之后进入热源热交换器8吸热升温；冷凝器6排放的一部分冷凝水流经升压泵4升压，流经蒸发器7吸热升温和汽化，之后进入热源热交换器8吸热升温；热源热交换器8排放的蒸汽流经第二压缩机9升压升温，流经核反应堆10吸热升温，之后进入燃烧室11与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室11排放的蒸汽流经膨胀机1降压作功，流经回热器5放热降温，之后提供给蒸发器7；回热器5和第二膨胀机2排放的低压蒸汽流经蒸发器7放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机3升压升温，第二路进入冷凝器6放热冷凝；冷凝器6的冷凝水分成两路——第一路提供给升压泵4，第二路对外排放；热源介质通过热源热交换器8提供驱动热负荷，核燃料通过核反应堆10提供驱动热负荷，氢燃料通过燃烧室11提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器6带走低温热负荷；膨胀机1和第二膨胀机2输出的功提供给压缩机3、第二压缩机9和外部作动力，或膨胀机1和第二膨胀机2输出的功提供给压缩机3、升压泵4、第二压缩机9和外部作动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0048] 图2所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0049] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二压缩机9和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有蒸汽通道经回热器5与自身连通之后膨胀机1再有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0050] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：燃烧室11排放的蒸汽进入膨胀机1降压作功，至一定程度之后流经回热器5放热降温，进入膨胀机1继续降压作功，再之后提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0051] 图3所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0052] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二压缩机9、第二回热器12和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有低压蒸汽通道经第二回热器12和回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0053] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：第二压缩机9排放的蒸汽流经第二回热器12和核反应堆10逐步吸热升温，之后进入燃烧室11；膨胀机1排放的低压蒸汽流经第二回热器12和回热器5逐步放热降温，之后提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0054] 图4所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0055] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二回热器12、第二压缩机9和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有低压蒸汽通道经第二回热器12和回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0056] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：热源热交换器8排放的蒸汽流经第二回热器12吸热升温，流经第二压缩机9升压升温，流经核反应堆10吸热升温，之后进入燃烧室11；膨胀机1排放的低压蒸汽流经第二回热器12和回热器5逐步放热降温，之后提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0057] 图5所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0058] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道经第二回热器12与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道经第二回热器12与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二压缩机9和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有低压蒸汽通道经第二回热器12和回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0059] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器7和压缩机3排放的高压蒸汽流经第二回热器12吸热升温，之后提供给热源热交换器8；膨胀机1排放的低压蒸汽流经第二回热器12和回热器5逐步放热降温，之后提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0060] 图6所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0061] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二压缩机9、第二回热器12和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有蒸汽通道经第二回热器12与自身连通之后膨胀机1再有低压蒸汽通道经回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0062] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：第二压缩机9排放的蒸汽流经第二回热器12和核反应堆10逐步吸热升温，之后进入燃烧室11；燃烧室11排放的蒸汽进入膨胀机1降压作功，至一定程度之后流经第二回热器12放热降温，进入膨胀机1继续降压作功，流经回热器5放热降温，再之后提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0063] 图7所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0064] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二回热器12、第二压缩机9和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有蒸汽通道经第二回热器12与自身连通之后膨胀机1再有低压蒸汽通道经回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0065] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：热源热交换器8排放的蒸汽流经第二回热器12吸热升温，之后提供给第二压缩机9；燃烧室11排放的蒸汽进入膨胀机1降压作功，至一定程度之后流经第二回热器12放热降温，进入膨胀机1继续降压作功，流经回热器5放热降温，再之后提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0066] 图8所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0067] (1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、压缩机、升压泵、回热器、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、第二压缩机、核反应堆、燃烧室和第二回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室11连通，外部还有氧气通道与燃烧室11连通，压缩机3有第一蒸汽通道经回热器5与第二膨胀机2连通，第二膨胀机2还有低压蒸汽通道与蒸发器7连通，压缩机3还有第二蒸汽通道经第二回热器12与热源热交换器8连通，冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通之后蒸发器7再有蒸汽通道经第二回热器12与热源热交换器8连通，热源热交换器8还有蒸汽通道经第二压缩机9和核反应堆10与燃烧室11连通，燃烧室11还有蒸汽通道与膨胀机1连通，膨胀机1还有蒸汽通道经第二回热器12与自身连通之后膨胀机1再有低压蒸汽通道经回热器5与蒸发器7连通，蒸发器7还有低压蒸汽通道分成两路——第一路与压缩机3连通和第二路与冷凝器6连通，冷凝器6还有冷凝水管路与外部连通；冷凝器6还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器8还有热源介质通道与外部连通，膨胀机1连接压缩机3和第二压缩机9并传输动力。 [0068] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器7和压缩机3排放的高压蒸汽流经第二回热器12吸热升温，之后提供给热源热交换器8；燃烧室11排放的蒸汽进入膨胀机1降压作功，至一定程度之后流经第二回热器12放热降温，进入膨胀机1继续降压作功，再之后流经回热器5放热降温和提供给蒸发器7，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0069] 图9所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0070] (1)结构上，在图3所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，将第二压缩机9有蒸汽通道经第二回热器12与核反应堆10连通，调整为第二压缩机9有蒸汽通道经第二回热器12与自身连通之后第二压缩机9再有蒸汽通道与核反应堆10连通。 [0071] (2)流程上，与图3所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：热源热交换器8排放的蒸汽进入第二压缩机9升压升温，至一定程度之后流经第二回热器12吸热升温，进入第二压缩机9继续升压升温，再之后提供给核反应堆10，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0072] 图10所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0073] (1)结构上，在图1所示的氢能型多能携同单工质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6有冷凝水管路与升压泵4连通调整为冷凝器6有冷凝水管路经第二升压泵13与低温回热器14连通，压缩机3增设抽汽通道与低温回热器14连通，低温回热器14再有冷凝水管路与升压泵4连通。 [0074] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器6排放的一部分冷凝水流经第二升压泵13升压之后进入低温回热器14，与来自压缩机3的抽汽混合、吸热和升温，抽汽放热成冷凝水；低温回热器14的冷凝水流经升压泵4升压，之后进入蒸发器7吸热升温和汽化；回热器5和第二膨胀机2排放的低压蒸汽流经蒸发器7放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机3升压升温，第二路进入冷凝器6放热冷凝；低压蒸汽进入压缩机3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14，第二路继续升压升温之后再分成两路——第一路提供给回热器5和第二路进入热源热交换器8，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0075] 图11所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0076] (1)结构上，在图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加第二蒸发器和扩压管，将回热器5有低压蒸汽通道与蒸发器7连通调整为回热器5有低压蒸汽通道经蒸发器7与第二蒸发器15连通，将第二膨胀机2有低压蒸汽通道与蒸发器7连通调整为第二膨胀机2有低压蒸汽通道经蒸发器7与第二蒸发器15连通，将蒸发器7有低压蒸汽通道分别与压缩机3和冷凝器6连通调整为第二蒸发器15有低压蒸汽通道分别与压缩机3和冷凝器6连通，将冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与蒸发器7连通调整为冷凝器6有冷凝水管路经升压泵4与第二蒸发器15连通之后第二蒸发器15再有湿蒸汽通道经扩压管16与蒸发器7连通。 [0077] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器6排放的一部分冷凝水流经升压泵4升压，流经第二蒸发器15吸热升温、部分汽化并增速，流经扩压管16降速升压，之后进入蒸发器7吸热汽化；回热器5和第二膨胀机2排放的低压蒸汽流经蒸发器7和第二蒸发器15逐步放热降温，之后分别进入压缩机3升压升温和进入冷凝器6放热冷凝，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0078] 图12所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0079] 在图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，取消热源热交换器8与外部连通的热源介质通道，增加太阳能集热系统17并取代热源热交换器8；太阳能通过增加的太阳能集热系统17提供驱动热负荷，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0080] 图13示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0081] (1)结构上，在图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机A并取代膨胀机1，增加第二膨胀增速机B并取代第二膨胀机2，增加双能压缩机C并取代压缩机3，增加新增扩压管D并取代升压泵4，增加第二双能压缩机E并取代第二压缩机9。 [0082] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：蒸发器7排放的一部分低压蒸汽进入双能压缩机C升压升温并降速，至一定程度之后分成两路——第一路流经回热器5吸热升温、流经第二膨胀增速机B降压作功并增速和提供给蒸发器7，第二路继续升压升温之后进入热源热交换器8吸热升温；冷凝器6排放的一部分冷凝水流经新增扩压管D降速升压，流经蒸发器7吸热升温和汽化，之后进入热源热交换器8吸热升温；热源热交换器8排放的蒸汽流经第二双能压缩机E升压升温并降速，流经核反应堆10吸热升温，之后进入燃烧室11与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室11排放的蒸汽流经膨胀增速机A降压作功并降速，流经回热器5放热降温，之后提供给蒸发器7；回热器5和第二膨胀增速机B排放的低压蒸汽流经蒸发器7放热降温，之后分成两路——第一路进入双能压缩机C升压升温并降速，第二路进入冷凝器6放热冷凝；膨胀增速机A和第二膨胀增速机B输出的功提供给双能压缩机C、第二双能压缩机E和外部作动力，形成氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0083] 本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，具有如下效果和优势： [0084] (1)氢能、核能与常规热资源，或氢能、核能与光热，共用一体化热变功系统，节省热变功体系建设成本，性价比高。 [0085] (2)氢能、核能与常规热资源之间，或氢能、核能与光热之间，实现跨类型、跨品位携同，衔接灵活，热力学完善度高。 [0086] (3)常规热资源借助于核能发挥更大作用，显著提升核能转换为机械能的利用价值；光热借助于核能发挥更大作用，显著提升核能转换为机械能的利用价值。 [0087] (4)核能借助于氢能发挥更大作用，显著提升氢能转换为机械能的利用价值。 [0088] (5)水蒸气为循环工质，氢气为燃料，氢氧燃烧生产高温蒸汽而成为循环工质的组成部分；燃料燃烧产物与循环工质性质一致，燃烧产物分离过程简单。 [0089] (6)驱动热负荷在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。 [0090] (7)气体(蒸汽)工质之间回热环节温差利用程度高，提升热变功效率；气体(蒸汽)工质与液体工质之间的回热环节，气体工质流量大且温度变化区间相对较窄，有利于降低温差不可逆损失，提升热变功效率。 [0091] (8)常规热资源或光热，可用于或有助于降低联合循环升压比提升循环工质流量，有利于构建大负荷氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。 [0092] (9)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。 [0093] (10)提供多种回热技术手段，有效提升装置在功率、热效率、升压比等方面的协调性。 [0094] (11)结构简单，流程合理，方案丰富；提升能源合理利用水平，有利于扩展氢能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置的应用范围。 |
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