氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置 |
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| 申请号 | CN202311554035.5 | 申请日 | 2023-11-15 | 公开(公告)号 | CN117823242A | 公开(公告)日 | 2024-04-05 |
| 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。外部有氢气通道与 燃烧室 连通，外部还有 氧 气通道与燃烧室连通， 冷凝器 有冷凝液管路经升压 泵 与 蒸发 器 连通之后 蒸发器 再有蒸汽通道与热源 热交换器 连通， 压缩机 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 核反应堆 与燃烧室连通，燃烧室还有蒸汽通道与 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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.氢能型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、热源热交换器、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室(8)连通，外部还有氧气通道与燃烧室(8)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)再有蒸汽通道与热源热交换器(6)连通，压缩机(2)有蒸汽通道与热源热交换器(6)连通，热源热交换器(6)还有蒸汽通道经核反应堆(7)与燃烧室(8)连通，燃烧室(8)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)还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器(4)还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器(6)还有热源介质通道与外部连通，汽轮机(1)连接压缩机(2)并传输动力，形成氢能型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。 |
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| 说明书全文 | 氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置技术领域： [0002] 氢燃料、核能和以工业余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，利用不同的系统装置，付出相应的建设成本，从而实现氢燃料、核能或常规热资源转换为机械能；显而易见，设法减少热变功装置的数量是有积极意义的。 [0003] 燃料有不同的种类和性质，燃料燃烧所形成燃气的温度高低决定着热变功效率。氢气是高品质和高品位燃料，人们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，氢气燃烧过程存在较大温差不可逆损失。 [0004] 为尽可能多地将核能转化为机械能，高温气冷堆是核能利用发展的主要方向，受限于工作原理、材料性能和安全要求等因素，核燃料的应用过程存在温差不可逆损失。 [0005] 以工业余热为代表的中/高温常规热资源，其热变功效率也有提升的空间——但在传统技术条件下，其热效率难以获得突破性提升。 [0006] 跨越种类和热源品位障碍，创建热力学完善度高、流程合理和结构简单的一体化热动循环技术，降低热变功体系建设成本，以实现氢燃料、核能和常规热资源(特别是低品位燃料)的高价值动力应用，不是一件容易的事。 [0007] 本着简单、主动、安全、高效地利用能源获得动力的原则，本发明给出了氢燃料、核能和常规热资源梯级携同，流程合理，结构简单，热力学完善度高，显著提升氢燃料、核能和常规热资源应用价值，建设成本低和性价比高的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。发明内容： [0008] 本发明主要目的是要提供氢能型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： [0009] 1.氢能型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、热源热交换器、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，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热源热交换器连通，压缩机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核反应堆与燃烧室连通，燃烧室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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成氢能型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。 [0010] 2.氢能型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、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和高温回热器所组成；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，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与热源热交换器连通，压缩机有蒸汽通道经高温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核反应堆与燃烧室连通，燃烧室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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成氢能型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。 [0011] 3.氢能型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、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和高温回热器所组成；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，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与热源热交换器连通，压缩机有蒸汽通道经高温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核反应堆与燃烧室连通，燃烧室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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成氢能型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。 [0012] 4.氢能型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、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和供热器所组成；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，冷凝器有冷凝液管路经升压泵与热源热交换器连通之后热源热交换器再有蒸汽通道与核反应堆连通，压缩机有蒸汽通道与核反应堆连通，核反应堆还有蒸汽通道与燃烧室连通，燃烧室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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，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，形成氢能型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。 [0013] 5.氢能型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、热源热交换器、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，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热源热交换器与核反应堆连通，核反应堆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热源热交换器和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成氢能型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。 [0014] 6.氢能型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、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和第二汽轮机所组成；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，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热源热交换器和核反应堆与燃烧室连通，燃烧室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，冷凝器还有冷凝液管路与外部连通；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，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成氢能型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。 [0015] 7.氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑6项所述的任一一款氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将燃烧室有蒸汽通道与汽轮机连通，调整为燃烧室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热源热交换器与自身连通，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0016] 8.氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑6项所述的任一一款氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将燃烧室有蒸汽通道与汽轮机连通，调整为燃烧室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核反应堆与自身连通，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0017] 9.氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑6项所述的任一一款氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将燃烧室有蒸汽通道与汽轮机连通，调整为燃烧室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燃烧室与自身连通，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0018] 10.氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑6项所述的任一一款氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将燃烧室有蒸汽通道与汽轮机连通，调整为燃烧室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热源热交换器、核反应堆和燃烧室与自身连通，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0019] 11.氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1‑10项所述的任一一款氢能型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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0020] 12.氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置，是在第1、3、5项所述的任一一款氢能型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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0021] 13.氢能型多能携同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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。附图说明： [0022] 图1是依据本发明所提供的氢能型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。 [0023] 图2是依据本发明所提供的氢能型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。 [0024] 图3是依据本发明所提供的氢能型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。 [0025] 图4是依据本发明所提供的氢能型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。 [0026] 图5是依据本发明所提供的氢能型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。 [0027] 图6是依据本发明所提供的氢能型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。 [0028] 图7是依据本发明所提供的氢能型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。 [0029] 图8是依据本发明所提供的氢能型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。 [0030] 图9是依据本发明所提供的氢能型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。 [0031] 图10是依据本发明所提供的氢能型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。 [0032] 图中，1‑汽轮机，2‑压缩机，3‑升压泵，4‑冷凝器，5‑蒸发器，6‑热源热交换器，7‑核反应堆，8‑燃烧室，9‑高温回热器，10‑供热器，11‑第二汽轮机，12‑第二升压泵，13‑低温回热器，14‑膨胀增速机，15‑双能压缩机，16‑扩压管，A‑新增蒸发器，B‑新增扩压管。 [0033] 关于核能和核反应堆，这里给出如下简要说明： [0034] 本发明申请中的核反应堆，是利用核能直接或间接向循环工质提供高温热负荷的供热装置，一般包含两种情况： [0035] (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。 [0036] (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7的组成部分。具体实施方式： [0037] 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。 [0038] 图1所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0039] (1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室8连通，外部还有氧气通道与燃烧室8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再有蒸汽通道与热源热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道与热源热交换器6连通，热源热交换器6还有蒸汽通道经核反应堆7与燃烧室8连通，燃烧室8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还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器6还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。 [0040] (2)流程上，外部压力较高的氢气和氧气进入燃烧室8燃烧，生成高温高压水蒸气；冷凝器4的一路冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，之后进入热源热交换器6吸热升温，压缩机2排放的蒸汽进入热源热交换器6吸热升温；热源热交换器6排放的蒸汽流经核反应堆7吸热升温，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室8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；冷凝器4的冷凝液分成两路——第一路对外排放，第二路提供给升压泵3；热源介质通过热源热交换器6提供驱动热负荷，核燃料通过核反应堆7提供驱动热负荷，氢燃料通过燃烧室8提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器4带走低温热负荷；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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0041] 图2所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0042] (1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和高温回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室8连通，外部还有氧气通道与燃烧室8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9与热源热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道经高温回热器9与热源热交换器6连通，热源热交换器6还有蒸汽通道经核反应堆7与燃烧室8连通，燃烧室8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9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还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器6还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。 [0043] (2)流程上，与图1所示的氢能型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和压缩机2排放的高压蒸汽流经高温回热器9、热源热交换器6和核反应堆7逐步吸热升温，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；汽轮机1排放的低压蒸汽流经高温回热器9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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0044] 图3所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0045] (1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和高温回热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室8连通，外部还有氧气通道与燃烧室8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9与热源热交换器6连通，压缩机2有蒸汽通道经高温回热器9与热源热交换器6连通，热源热交换器6还有蒸汽通道经核反应堆7与燃烧室8连通，燃烧室8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9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还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器6还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。 [0046] (2)流程上，与图1所示的氢能型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和压缩机2排放的高压蒸汽流经高温回热器9、热源热交换器6和核反应堆7逐步吸热升温，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室8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9放热降温，再之后进入汽轮机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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0047] 图4所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0048] (1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和供热器所组成；外部有氢气通道与燃烧室8连通，外部还有氧气通道与燃烧室8连通，冷凝器4有冷凝液管路经升压泵3与热源热交换器6连通之后热源热交换器6再有蒸汽通道与核反应堆7连通，压缩机2有蒸汽通道与核反应堆7连通，核反应堆7还有蒸汽通道与燃烧室8连通，燃烧室8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10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还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器6还有热源介质通道与外部连通，供热器10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。 [0049] (2)流程上，与图1所示的氢能型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排放的第二路冷凝液流经升压泵3升压，流经热源热交换器6吸热升温、部分或全部汽化，流经核反应堆7继续吸热，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；压缩机2排放的蒸汽流经核反应堆7吸热升温，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；汽轮机1排放的低压蒸汽流经供热器10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10带走供热热负荷，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0050] 图5所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0051] (1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、核反应堆和燃烧室所组成；外部有氢气通道与燃烧室8连通，外部还有氧气通道与燃烧室8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再有蒸汽通道经热源热交换器6与核反应堆7连通，核反应堆7还有蒸汽通道通过中间端口与汽轮机1连通，压缩机2有蒸汽通道经热源热交换器6和核反应堆7与燃烧室8连通，燃烧室8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还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器6还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。 [0052] (2)流程上，与图1所示的氢能型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热源热交换器6和核反应堆7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排放的蒸汽流经热源热交换器6和核反应堆7逐步吸热升温，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室8排放的蒸汽进入汽轮机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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0053] 图6所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0054] (1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、升压泵、冷凝器、蒸发器、热源热交换器、核反应堆、燃烧室和第二汽轮机所组成；外部有氢气通道与燃烧室8连通，外部还有氧气通道与燃烧室8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有蒸汽通道经热源热交换器6和核反应堆7与燃烧室8连通，燃烧室8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还有冷凝液管路与外部连通；冷凝器4还有冷却介质通道与外部连通，热源热交换器6还有热源介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。 [0055] (2)流程上，与图1所示的氢能型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排放的第二路冷凝液流经升压泵3升压，流经蒸发器5吸热升温和汽化，流经第二汽轮机11降压作功，之后进入蒸发器5；压缩机2排放的蒸汽流经热源热交换器6和核反应堆7逐步吸热升温，进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温，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11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11输出的功提供给压缩机2、升压泵3和外部作动力，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0056] 图7所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0057] (1)结构上，在图1所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置中，将燃烧室8有蒸汽通道与汽轮机1连通，调整为燃烧室8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燃烧室8与自身连通。 [0058] (2)流程上，与图1所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：燃烧室8释放的蒸汽进入汽轮机1降压作功，至一定程度之后进入燃烧室8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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0059] 图8所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0060] (1)结构上，在图1所示的氢能型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12与低温回热器13连通，压缩机2增设抽汽通道与低温回热器13连通，低温回热器13再有冷凝液管路与升压泵3连通。 [0061] (2)流程上，与图1所示的氢能型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排放的第二路冷凝液流经第二升压泵12升压之后进入低温回热器13，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13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13，第二路继续升压升温之后进入热源热交换器6，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0062] 图9所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0063] (1)结构上，在图1所示的氢能型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。 [0064] (2)流程上，与图1所示的氢能型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排放的第二路冷凝液流经升压泵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，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0065] 图10示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置是这样实现的： [0066] (1)结构上，在图1所示的氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机14并取代汽轮机1，增加双能压缩机15并取代压缩机2，增加扩压管16并取代升压泵3。 [0067] (2)流程上，与图1所示的氢能型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排放的第二路冷凝液流经扩压管16降速升压，进入蒸发器5吸热升温和汽化；蒸发器5和双能压缩机15排放的蒸汽，流经热源热交换器6和核反应堆7逐步吸热升温，之后进入燃烧室8与高温蒸汽混合、吸热并升温；燃烧室8排放的蒸汽流经膨胀增速机14降压作功并增速，膨胀增速机14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15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14输出的功提供给双能压缩机15和外部作动力，形成氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置。 [0068] 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联合循环蒸汽动力装置，具有如下效果和优势： [0069] (1)氢燃料、核能和常规热资源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。 [0070] (2)氢燃料、核能和常规热资源之间，实现跨类型、跨品位梯级携同，热力学完善度高。 [0071] (3)氢燃料、核能和常规热资源提供驱动热负荷环节，热力学完善度高。 [0072] (4)常规热资源借助于核能发挥更大作用，显著提升核燃料转换为机械能的利用价值。 [0073] (5)核燃料借助于氢燃料发挥更大作用，显著提升氢燃料转换为机械能的利用价值。 [0074] (6)高水平发挥常规热资源动力应用价值，减少核能提供驱动热负荷过程中的温差不可逆损失；高水平发挥核能动力应用价值，减少氢燃料提供驱动热负荷过程中的温差不可逆损失。 [0075] (7)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。 [0076] (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。 [0077] (9)常规热资源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联合循环蒸汽动力装置。 [0078] (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。 [0079] (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。 [0080] (12)结构简单，流程合理，方案丰富；提升能源合理利用水平，有利于扩展氢能型多能携同联合循环蒸汽动力装置的应用范围。 |
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