核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置的制作方法

：本发明属于热力学与热动。

背景技术

0、背景技术：

1、核能，燃料，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，构建不同的系统装置，付出相应的建设成本，从而实现核能、燃料、光热或常规热资源转换为机械能；因此，设法减少热变功装置的数量有积极意义。

2、受工作原理、工质性质、材料性质和安全性等因素所限制，核能动力应用过程中存在温差不可逆损失，燃料燃烧过程存在温差不可逆损失，光热动力应用过程存在温差不可逆损失；以工业余热、地热为代表的常规热资源，其热效率有提升的空间。

3、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。

4、本着简单、主动、安全、高效地利用能源获得动力的原则，本发明给出了核能、燃料和常规热资源之间或核能、燃料和光热之间实现梯级携同，燃料与常规热资源之间或燃料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核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明主要目的是要提供核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，具体技术实现要素：分项阐述如下：

2、1.核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、加热炉、热源回热器和核反应堆所组成；外部有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，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，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

3、2.核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、加热炉、热源回热器和核反应堆所组成；外部有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，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，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机和加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

4、3.核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、加热炉、热源回热器、核反应堆和第二回热器所组成；外部有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，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，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机、第二回热器和加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

5、4.核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、加热炉、热源回热器、核反应堆和第二回热器所组成：外部有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，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，热源热交换器还有蒸汽通道经第二回热器、第二压缩机和加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

6、5.核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、加热炉、热源回热器、核反应堆和第二回热器所组成；外部有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，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加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

7、6.核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、加热炉、热源回热器、核反应堆和第二回热器所组成；外部有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，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，热源热交换器还有蒸汽通道经第二压缩机、第二回热器和加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

8、7.核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、加热炉、热源回热器、核反应堆和第二回热器所组成；外部有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，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，热源热交换器还有蒸汽通道经第二回热器、第二压缩机和加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

9、8.核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、加热炉、热源回热器、核反应堆和第二回热器所组成；外部有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，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加热炉与核反应堆连通，核反应堆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，形成核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。

10、9.核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项所述的核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加热炉连通，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加热炉连通，形成核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。

11、10.核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-9项所述的任一一款核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，形成核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。

12、11.核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项所述的任一一款核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，形成核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。

13、12.核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2项所述的核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，形成核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。

14、13.核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-12项所述的任一一款核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，形成核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。

15、14.核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-13项所述的任一一款核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，形成核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置。