[其他]一種新的熱力循環方法

無效

• 申請號: 85106253
• 申請日: 1985-08-19
• 公開（公告）號: CN85106253B
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 亞力山大·I·卡林納
• 申請（專利權）人: 亞力山大·I·卡林納
• 主分類號: F01K25/06
• 分類號: F01K25/06;F01K25/08
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元多,羅宏

本發明是關于能量的轉換方法。具體來說，本發明是關于通過利用膨脹和蓄熱的工作流體把熱源的能量變成可用的能量的一種方法。本發明還進一步是關于在熱力循環中提高熱能利用效率的一種方法。因此，也是關于新的熱力循環的使用方法。

從熱源產生有用的能量最通常使用的熱力循環是朗肯（Rankine）循環。朗肯循環中，諸如水、氨或氟利昂之類的工作流體在汽化器中利用現有的熱源汽化，然后被汽化了的氣態的工作流體經過透平機膨脹，把它的能量變成可利用的能量形式。然后經過循環后的氣態工作流體在冷凝器中利用現有的冷卻介質冷凝，把冷凝后的工作介質用泵增壓。然后高壓的工作流體再次汽化，等等以繼續循環。朗肯循環的工作效率相對來說是比較低的。

改進了的熱力循環其效率比朗肯循環高，降低了每千瓦能量的設備費用。在目前的燃料價格情況下，這種改進了的熱力循環對利用各種廢熱源來說，將是有工業生命力的。

申請人在1980年4月24日申請的專利號為4346561的專利，是關于一個能量轉換系統。這個系統利用二元組分或多組分的工作流體，被稱為＊系統。該系統通常按照二元組分工作流體以液態用泵增壓到高的工作壓力的原理來工作。加熱系統使工作流體部分汽化，閃蒸該系統以分離高沸點的工作流體組分和低沸點的工作流體組分，低沸點的工作流體組分在一臺透平機內膨脹而驅動其運轉。而高沸點組分進行熱量回收以用于在汽化之前加熱二元工作流體，然后和經過循環后的低沸點工作流體混合，以便在冷凝器中，在冷卻介質存在下，吸收經過循環后的工作流體。

申請人的＊循環在理論上與申請人在以前的專利中的朗肯循環比較，證明提高了效率并證明了申請人的＊循環的優點。當一個可用的相對的低溫熱源例如海水的表面被利用的時候，這種理論上的比較已經證明申請者的＊循環比朗肯循環有更高的效率。

然而，申請人發現：當使用較高溫度的現有熱源的時候，申請人的Exergy循環提供的理論優點比起傳統的朗肯循環來要少些。

因此，針對這樣一些發明申請，申請人提出了更進一步的發明以提供一種改進的熱力循環。在本發明使用的蒸餾系統中，部分工作流體被蒸餾。因此，有利于工作流體組分的再生。本發明的主題就是申請人在1982年8月6日提出的405942號在先專利申請的主題。

申請人認為：當工作流體用熱源汽化的時候，如果能采取有效的步驟來解決飽和蒸汽與冷卻劑最小溫差點（Pinchpoint）問題，熱力循環就可以改進。

因此，本發明的目的之一是提供一個熱力循環，在這個循環中，飽和蒸汽與冷卻劑最小溫差點問題可以解決。

本發明提供的一種新的熱力循環的方法包括：

（a）至少有一部分含有較高的和較低的沸點組分的初始混合物的初始混合物流體在中等壓力下在蒸餾系統中進行蒸餾，以使部分混合物流體被蒸餾或被汽化，因此產生了富集的蒸汽餾分，該蒸汽餾分相對于富工作流體餾分和貧工作餾分富集了沸點較低的組分;

（b）把富集的蒸汽餾分與部分混合物流體混合并將它吸收于其中，至少產生一種富工作流體餾分，該餾分相對于具有較低沸點組分的混合工作流體來說富集了低沸點組分;

（c）從部分混合物流體中至少產生一種貧工作流體餾分，該貧工作流體餾分相對于這樣的混合工作流體含有較少的低沸點組分;

（d）把初始混合物流體的剩余部分用作冷凝流體;

（e）冷凝富工作流體餾分和貧工作流體餾分中的蒸汽于富工作流體餾分和貧工作流體餾分中;

（f）把液態形式的富工作流體餾分和貧工作流體餾分的壓力增加到工作的高壓。

（g）富工作流體餾分和貧工作流體餾分分別進入到第一汽化器，以加熱貧工作流體餾分至接近其沸點，使至少一部分富工作流體餾分汽化;

（h）把貧工作流體餾分和富工作流體餾分混合，產生混合工作流體;

（i）在第二汽化器中汽化該混合工作流體，以生成增壓的混合工作流體;

（j）使增壓的混合工作流體膨脹到經過循環后的低壓，以把它的能量變成可利用的形式的能量;

（k）在吸收階段中，在低于中等壓力下，在冷凝流體中，通過冷卻使經過循環后的混合工作流體冷凝，并把它吸收在冷凝物流中，以再生初始混合物流體。貧工作流體餾分和富工作流體餾分不是以液態形式產生，在它們被加壓到工作高壓之前，最好把它們完全冷凝或基本完全冷凝成液體。