[發明專利]多級熱力循環系統

在審

• 申請號: 202110267124.6
• 申請日: 2021-03-06
• 公開（公告）號: CN112983580A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 胡吉慶
• 申請（專利權）人: 胡吉慶
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K21/00;F01D13/02
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• 代理人: 暫無信息

多級熱力循環系統是提高熱能利用效率的一種熱力循環裝置，通過構建多級熱力循環系統，使前一個熱力循環系統吸熱做功后，將余熱通過換熱管等溫傳遞給后一個熱力循環系統繼續做功。多級熱力循環系統有效提高了熱能利用效率，通過計算，三級熱力循環系統可將熱效率提高到80％以上，且循環系統的設備簡單，經濟效益顯著。

技術領域

本發明涉及蒸汽機技術領域，具體涉及一種蒸汽機的熱力循環系統。

背景技術

熱力發電仍然是全球發電量的主力，隨著煤炭資源的大量開采利用，所導致的環境問題日益突出。目前，電廠發電主要是采用了以朗肯循環為基本原理的熱力循環系統，其效率約在35％左右。多級熱力循環系統的熱能利用效率可達到80％以上。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種多級熱力循環系統，提高熱能利用效率，節能減排，降低能源使用對環境造成的污染。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：構建多級熱力循環系統，第一個熱力循環系統從高溫熱源吸熱做功后，將剩余熱量通過換熱管等溫傳遞給第二個熱力循環系統，第二個熱力循環系統吸收第一個熱力循環系統的余熱做功，以此類推，后一個熱力循環系統吸收前一個熱力循環系統的余熱做功，直到最后一個熱力循環系統的余熱不足以繼續開發利用。

后一個熱力循環系統的工質吸收前一個熱力循環系統的余熱后，可通過高溫熱源二次加熱，使工質的溫度再次升高后做功。

每個熱力循環系統主要由汽輪機、水泵、換熱管及水箱組成，汽輪機和水泵之間采用換熱管連接，從水泵流向汽輪機的工質在換熱管內逐漸吸收上一個熱力循環系統的余熱而升溫，從汽輪機流向水泵的工質在換熱管內逐漸將熱量傳遞給下一個熱力循環系統而降溫。

所述換熱管是兩根密切接觸的細長管道，兩個管道之間可以傳遞熱量，兩個管道中的工質流向相反，溫度在換熱管長度方向呈梯度分布，通過調整管內工質的流速，使換熱管在每個微小管段內兩個工質的溫度趨于相同，滿足管端流入流出的工質溫度相同。

所述水箱設置在水泵的進口處，當熱力循環系統的工質不足時，可在水箱中添加工質。

每個熱力循環系統可根據熱源溫度和環境溫度選擇合適的工質，滿足工質吸熱后充分氣化為氣態，冷凝后充分凝結為液態。

第一個熱力循環系統的工質管道從熱源的低溫端進入，從熱源的高溫端穿出。工質從熱源的低溫端流向高溫端，逐步加熱，熱源產生的廢氣則從高溫端流向低溫端，逐步冷卻，工質將熱源的熱量充分吸收，使排煙口排出的煙氣溫度接近環境溫度。

本發明提供的熱氣機具有以下優點：

能充分利用熱源的熱量，熱效率較高；

采用換熱管等溫逆流傳熱，防止了熱量損失；

設備制造簡單，換熱管能實現批量生產，且成本較低，汽輪機、水泵等都是目前的傳統設備，制造技術成熟。

附圖說明

圖1是多級熱力循環系統的示意圖，其中實心箭頭所指方向為工質的流動方向；

圖2是換熱管的橫斷面圖；

圖3是給部分熱力循環系統二次加熱的多級熱力循環系統的示意圖。

其中：(1)是第一個熱力循環系統的汽輪機，(2)、(3)、(4)、(5)分別是第二個、第三個、至最后一個熱力循環系統的汽輪機；(6)是高溫熱源；(7)是低溫熱井；(8)是水泵；(9)是換熱管；(10)是熱源的燃燒室，稱為高溫端；(11)是熱源的排煙口，稱為低溫端；(12)是水箱；(21)是內管；(22)是外管；(23)是保溫層；(24)是內管的固定支架。

具體實施方式