專利名稱：一種低品位熱流原動(dòng)機(jī)、發(fā)電系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低品位熱流的利用方法，尤其是將低品位熱流轉(zhuǎn)化為電能和機(jī)械 能的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
雙曲線冷卻塔閃蒸汽、各類干燥設(shè)備的排汽(氣)，各類爐窯煙氣、各類使用燃料 的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣、空調(diào)排風(fēng)、各種有一定溫度的流體等都具有大量的熱量，被稱為低品位熱能 或低品位執(zhí)流排入大氣，是地球變暖的重要原因。專利02116497. 5提出了內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫方法與裝置，只能改善內(nèi)燃機(jī)的 燃燒。專利02143430. 1是解決發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電的消音。專利01273968. 5 二氧化碳發(fā)電裝置用 閉環(huán)磁流體發(fā)電，每1000KW要消耗200kg 二氧化碳?，F(xiàn)有技術(shù)如螺桿膨脹機(jī)可以對(duì)具有一 定壓力的熱流體能量的回收，但前提是要有一定壓力。對(duì)于工農(nóng)生產(chǎn)和生活中巨量排放的 200°C以下，特別是低于100°C至40°C的低品位熱能，壓力是零壓甚至負(fù)壓，至今還沒有轉(zhuǎn) 化成電能的方法。而此類低品位熱能數(shù)量卻非常巨大工業(yè)生產(chǎn)的象征是雙曲線冷卻塔，它 所散發(fā)的正是無壓低品位熱能，全國(guó)雙曲線冷卻塔不少于10000個(gè)，每個(gè)塔散發(fā)的低品位 熱能折標(biāo)煤5000噸/年，共排掉熱能5000萬噸標(biāo)煤；鍋爐煙氣也是無壓熱流體，在脫硫除 塵之前約180°C，煙氣定容比熱約1. 34KJ/立米.°C，若能轉(zhuǎn)換50%，就有60KJ/立米。10/ h鍋爐引風(fēng)機(jī)風(fēng)量11000立/h，可轉(zhuǎn)換出電能300KW。2007年，我國(guó)煤產(chǎn)量25. 5億噸，按總 產(chǎn)量的四分之一用作鍋爐燃料，10t/h鍋爐用煤約1.5t/h，折10t/h鍋爐約100萬臺(tái)，煙氣 余熱可轉(zhuǎn)換出電能3億KW。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，要求充足的電力來支持，但新的火力發(fā)電廠的建立，無疑會(huì)進(jìn)一 步增加對(duì)環(huán)境的污染和水資源消耗；其他沒有被充分利用的熱能也存在同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利要解決的技術(shù)問題之一是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種充分利 用被廢棄的低品位熱能，提高熱源利用效率，把溫度在200°C以下，特別是溫度為100°C以 下直至40°C，壓力是零壓甚至負(fù)壓的低品位熱能的利用，變廢熱變新能源，節(jié)約能源和水資 源，保護(hù)環(huán)境的低品位熱流原動(dòng)機(jī)和發(fā)電、拖動(dòng)的系統(tǒng)和方法。實(shí)施本發(fā)明不要燃燒燃料， 無三廢處理，是運(yùn)行成本接近零的新能源。按照本發(fā)明提供一種低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的工作單元包括熱流鍋爐單 元、膨脹做功單元、加壓或壓縮單元、發(fā)電單元，熱流鍋爐單元包括熱流鍋爐，采用低沸點(diǎn)介 質(zhì)在所述工作單元中經(jīng)過，并進(jìn)行工作循環(huán)；熱流鍋爐使用低品位熱流體的熱量做為熱源，低品位熱流體經(jīng)過所述熱流鍋爐的 熱流體側(cè)，低沸點(diǎn)介質(zhì)流經(jīng)所述熱流鍋爐的冷流體側(cè)時(shí)吸收所述低品位熱流的熱量，然后 進(jìn)入膨脹做功單元，把熱能和壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，低沸點(diǎn) 介質(zhì)再經(jīng)加壓?jiǎn)卧訅夯驂嚎s單元壓縮流回?zé)崃麇仩t單元進(jìn)行工作循環(huán)，膨脹做功單元設(shè)有輸出軸連接于發(fā)電單元。本發(fā)明還具有如下附屬技術(shù)特征在膨脹做功單元和加壓或壓縮單元之間，還設(shè)有冷卻單元把做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)冷卻冷凝；或設(shè)有壓縮單元把做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮成液體；或設(shè)有壓縮單元及冷卻單元對(duì)做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮再冷卻使冷凝成液體。低品位熱流溫度為400C至2000C。低沸點(diǎn)介質(zhì)在熱流鍋爐中吸熱汽化，沸點(diǎn)在攝氏零上30°C至160°C之間；在冷卻 單元液化，液化溫度高于常溫或是低于常溫但高于冷卻單元所用冷卻介質(zhì)的溫度。低沸點(diǎn)介質(zhì)是下述物質(zhì)或混合物之一二甲醚或二甲醚與其溶劑的混合物；氯乙烯，R134a、R410A、R404A等制冷劑系列； HFC類、CFC類、HCFC類人工合成氣體系列；二氧化碳?xì)饣蚨趸技捌湮談┑幕旌衔?；?氣、空氣、氦氣、氬氣、氫氣、氨、氨的水溶液；醇類及醇的水溶液；烷類及其與其他物質(zhì)的化 合物；烯類及烯類與其他物質(zhì)的化合物；芳香烴類如苯類或芳香烴如苯類與其他物質(zhì)的化 合物；醚類等碳?xì)溲趸衔?；碳?xì)渖袒衔?，碳?xì)溲跎袒衔铩９ぷ餮h(huán)為發(fā)電循環(huán)，發(fā)電循環(huán)可以為如下五個(gè)基本發(fā)電循環(huán)之一第一基本發(fā)電循環(huán)，是采取亞臨界、跨臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹 做功單元、發(fā)電單元、冷卻單元、加壓泵單元；還可設(shè)有壓縮單元；低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程 中的物態(tài)是氣態(tài)和液態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入所述熱流鍋爐單元后，與低品位熱流 進(jìn)行熱交換并吸收低品位熱流的熱量，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，之后進(jìn)入所述膨脹做功單元減 壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電單元 發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后降壓降溫再經(jīng)冷卻變?yōu)橐?態(tài)，也可以經(jīng)壓縮變?yōu)橐簯B(tài)或壓縮后再冷卻變?yōu)橐簯B(tài)，再經(jīng)過所述加壓泵單元加壓到高壓 后再流回所述熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；第二基本發(fā)電循環(huán)，是采用亞臨界、跨臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹 做功單元、發(fā)電單元、氣液分離單元、壓縮單元、冷卻單元、加壓泵單元；低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作 過程中的物態(tài)是氣態(tài)和液態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入所述熱流鍋爐單元后，與低品位 熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓 膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電單元發(fā) 電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后降壓降溫變?yōu)闅庖簝上嗔鬟M(jìn) 入氣液分離單元，所述分離單元分離出的氣態(tài)介質(zhì)經(jīng)壓縮單元壓縮轉(zhuǎn)化為液態(tài)并提高壓 力，或壓縮及在冷卻單元被冷卻冷凝轉(zhuǎn)化為液態(tài)并提高壓力，分離出的液體經(jīng)一級(jí)加壓泵 單元加壓后與壓縮單元出口的液態(tài)介質(zhì)匯合，再經(jīng)過二級(jí)加壓泵單元加壓到高壓流回?zé)崃?鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；根據(jù)不同介質(zhì)的特性和流程設(shè)計(jì)需要，也可不設(shè)氣液分離單元，用壓 縮單元把兩相流壓縮成液態(tài)或用壓縮單元壓縮后再用冷卻單元冷卻使成液態(tài)，再用泵二次 加壓使流回所述熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；第三種基本發(fā)電循環(huán)，是采用再熱的亞臨界、跨臨界發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單 元、第一膨脹做功單元、第一發(fā)電單元、再熱單元、第二膨脹單元、第二發(fā)電單元、冷卻單元 或壓縮單元和冷卻單元、加壓泵單元；低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程中的物態(tài)是氣態(tài)和液態(tài)的相 互轉(zhuǎn)化，低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入所述熱流鍋爐單元后，與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部 件運(yùn)動(dòng)，由膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 電能；低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后降壓降溫進(jìn)行再熱即二次吸熱升溫，二次膨脹做功，甚至第二 次再熱即第三次吸熱第三次膨脹做功.做功后壓力溫度降低到設(shè)計(jì)值，可到三相點(diǎn)附近或 二相點(diǎn)附近用冷卻單元冷卻冷凝或用壓縮單元壓縮液化或用壓縮單元壓縮再用冷卻單元 冷卻使成液體，再用加壓泵單元二次加壓到高壓甚至超臨界壓力進(jìn)熱流鍋爐吸熱開始第二 次循環(huán)；第四基本發(fā)電循環(huán)，是采取超臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹做功單 元、發(fā)電單元、壓縮單元，還可設(shè)有冷卻單元；低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程中的物態(tài)是全程氣態(tài)， 高壓低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入熱流鍋爐單元后，與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量， 氣溫升高體積膨脹，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)， 由所述膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述發(fā)電單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 電能；低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后為氣態(tài)，但溫度和壓力降低，經(jīng)壓縮單元壓縮到高壓再次流回 熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；在低沸點(diǎn)介質(zhì)再次進(jìn)入熱流鍋爐前，可設(shè)有冷卻單元，利用外部 冷源對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)降溫；第五基本發(fā)電循環(huán)，是超臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹做功單元、發(fā) 電單元、壓縮單元、自換熱單元；低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程中的物態(tài)是全程氣態(tài)，高壓低沸點(diǎn) 介質(zhì)進(jìn)入熱流鍋爐單元后，與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量，氣溫升高體 積膨脹，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由膨脹做功 單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述發(fā)電單元發(fā)電，將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；低沸點(diǎn)介質(zhì)膨 脹做功后降壓降溫為氣態(tài)，但溫度和壓力降低，進(jìn)入壓縮單元，低沸點(diǎn)介質(zhì)經(jīng)壓縮后利用自 換熱單元實(shí)現(xiàn)與流出熱流鍋爐的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)行換熱，從而降低本身的溫度再流回?zé)崃麇?爐單元，進(jìn)行循環(huán)；在低沸點(diǎn)介質(zhì)再次進(jìn)入熱流鍋爐前，還可設(shè)有冷卻單元，利用外部冷源 對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)降溫。五種基本發(fā)電循環(huán)中，還包括供冷單元，分別構(gòu)成五種發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)，即第 一、第二、第三、第四和第五種基本發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)。五種基本發(fā)電循環(huán)和五種基本發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)中，分別包括介質(zhì)補(bǔ)充單元， 也可以分別包括泄漏介質(zhì)收集單元；第一、第二、第三基本發(fā)電循環(huán)和第一、第二、第三基本發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)中，加 壓泵單元可以是一級(jí)加壓泵或二級(jí)加壓泵單元；基本發(fā)電循環(huán)和基本發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)中，膨脹單元可以是一級(jí)膨脹或多級(jí)膨 脹、一次膨脹或多次膨脹單元；基本發(fā)電循環(huán)和基本發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)中，壓縮單元可以是一級(jí)壓縮或多級(jí)壓 縮、一次壓縮或多次壓縮單元；五種基本發(fā)電循環(huán)和發(fā)電制冷循環(huán)中的單元，是指所述單元包括本體設(shè)備及其附 屬設(shè)備、部件、元件、連接以及儀表和控制之全部。低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)包括兩個(gè)或兩個(gè)上的循環(huán)，循環(huán)可以是五種基本發(fā)電循環(huán)和 五種基本發(fā)電制冷循環(huán)中的任意兩個(gè)或多個(gè)的組合；通過在前一循環(huán)的膨脹做功單元之后 的冷卻單元或增加冷卻單元實(shí)現(xiàn)與后一個(gè)循環(huán)的連接，在冷卻單元中前一循環(huán)的低沸點(diǎn)介質(zhì)與后一個(gè)循環(huán)中的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)行熱交換。本發(fā)明還提供一種低品位熱流發(fā)電方法，其特征在于包括如下步驟首先，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)，使其與低品位熱流在熱流鍋爐內(nèi)進(jìn)行熱交換吸收低品位 熱流的熱量，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度升高，在采取亞臨界跨臨界循環(huán)時(shí)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài) 體積膨脹，采取超臨界循環(huán)時(shí)保持氣態(tài)但溫度升高體積膨脹；其次，把所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在膨脹單元進(jìn)行減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能再轉(zhuǎn) 化成機(jī)械能；第三，把低沸點(diǎn)介質(zhì)降溫或液化，液化方法有冷卻降溫液化、壓縮液化、壓縮并且 冷卻降溫液化；第四，對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)加壓或壓縮使流回?zé)崃麇仩t；上述步驟形成循環(huán)；第五，將膨脹做功單元產(chǎn)生的機(jī)械能輸出轉(zhuǎn)化為電能；在第二步之后，可采取再熱和二次膨脹或多次再熱多次膨脹提高吸熱量和做功量。本發(fā)明提供的低品位熱流發(fā)電方法，還具有如下附屬技術(shù)特征還包括制冷步驟，所述的制冷步驟可以設(shè)置在所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)與低品位熱流發(fā) 生熱交換步驟后的低沸點(diǎn)介質(zhì)工作回路中，也可以設(shè)置在所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)經(jīng)過減壓膨脹 后再次與低品位熱流進(jìn)行熱交換的步驟之前，還可設(shè)置在熱流鍋爐的熱流出口。所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在熱流鍋爐正常工作工況下的沸點(diǎn)是攝氏零上30°C至160°C， 在冷凝器中的液化溫度高于常溫或是低于常溫但高于所用冷卻介質(zhì)的溫度。所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)是如下述物質(zhì)之一或其任意組合二甲醚或二甲醚及其溶濟(jì)的 混合物；氯乙烯；R134a、R410A等制冷劑系列；HFC類人工合成氣體系列；醚類等碳?xì)溲趸?合物；二氧化碳?xì)饣蚨趸技捌湮談┑幕旌衔?；氮?dú)?、空氣、氦氣、氬氣、氫氣、氨、氨?水溶液、醇類及醇的水溶液；烷類及其與其他物質(zhì)的化合物；烯類及其與其他物質(zhì)的化合 物；炔類及其與其他物質(zhì)的化合物；苯類及其與其他物質(zhì)的化合物；碳?xì)渖袒衔?，碳?xì)溲?鹵化合物。本發(fā)明還提供一種低品位熱流原動(dòng)機(jī)，其特征在于所述原動(dòng)機(jī)的工作單元包括 熱流鍋爐單元、膨脹做功單元，液化單元，加壓?jiǎn)卧?；所述的熱流鍋爐單元包括熱流鍋爐，所 述的熱流鍋爐用低品位熱流做熱源無需燃料提供熱量，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)在所述工作單元中 經(jīng)過，并進(jìn)行工作循環(huán)；所述的低品位熱流經(jīng)過所述熱流鍋爐的熱流體側(cè)，所述的具有一定壓力的低溫低 沸點(diǎn)介質(zhì)流經(jīng)所述熱流鍋爐的冷流體側(cè)時(shí)吸收所述低品位熱流的熱量，然后進(jìn)入膨脹做功 單元把壓力能和熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)所述的膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，所述的低沸點(diǎn)介 質(zhì)膨脹后被液化單元液化成液體，液化方法有冷卻降溫液化、壓縮液化、壓縮并且冷卻降溫 液化；液化后再經(jīng)加壓?jiǎn)卧訅汉罅骰厮龅臒崃麇仩t單元形成工作循環(huán)，所述的膨脹做 功單元設(shè)有動(dòng)力輸出軸。本發(fā)明提供的低品位熱流原動(dòng)機(jī)，還具有如下附屬技術(shù)特征所述的動(dòng)力輸出軸連接于傳動(dòng)單元。所述的傳動(dòng)單元與工作機(jī)單元相連接，成為低品位熱流原動(dòng)機(jī)工作機(jī)組。
按照本發(fā)明提供的低品位熱流原動(dòng)機(jī)和低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)和其方法，具有如下 顯著效益1、把現(xiàn)在不能利用而排放的巨量的溫度在40°C至200°C的低品位熱流的熱量用 起來發(fā)電或拖動(dòng)，變廢熱為新能源，每年可發(fā)出相當(dāng)上億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)電量或節(jié)電量，極大 地緩解電力供應(yīng)不足的問題；2、替代部分火力發(fā)電機(jī)組，減少新建火力發(fā)電機(jī)組，極大減少煤的使用量，節(jié)約發(fā) 電成本，節(jié)約資源，極大地減少循環(huán)冷卻水的消耗；3、替代部分電動(dòng)機(jī)和使用燃料的原動(dòng)機(jī)，節(jié)約用電量和燃料、冷卻水；4、避免或減少水蒸汽的潛熱、煙氣余熱散發(fā)到大氣中，減緩地球變暖。
5、極大減少燃燒污染物排放，減輕環(huán)境污染。


圖1按本發(fā)明提供的第1種基本發(fā)電循環(huán)，即亞臨界、跨臨界單循環(huán)發(fā)電流程示意 圖；圖2按本發(fā)明提供的第2種基本發(fā)電循環(huán)，即另一種亞臨界、跨臨界單循環(huán)發(fā)電流 程示意圖；圖3按本發(fā)明提供的第3種基本發(fā)電循環(huán)，即帶再熱的亞臨界、跨臨界單循環(huán)發(fā)電 流程示意圖；圖4按本發(fā)明提供的第4種基本發(fā)電循環(huán)，即第1種超臨界單循環(huán)發(fā)電流程示意 圖；圖5按本發(fā)明提供的第5種基本發(fā)電循環(huán)，即第2種超臨界單循環(huán)發(fā)電流程；圖6按本發(fā)明提供的第1種基本發(fā)電-制冷循環(huán)，即亞臨界、跨臨界單循環(huán)發(fā) 電-制冷聯(lián)合流程示意圖；圖7按本發(fā)明提供的第2種基本發(fā)電-制冷循環(huán)，即另一種亞臨界、跨臨界單循環(huán) 發(fā)電-制冷聯(lián)合流程示意圖；圖8按本發(fā)明提供的第3種基本發(fā)電-制冷循環(huán)，即帶再熱的亞臨界、跨臨界單循 環(huán)發(fā)電流程示意圖；圖9按本發(fā)明提供的第4種基本發(fā)電_制冷循環(huán)，即超臨界單循環(huán)發(fā)電_制冷聯(lián) 合流程示意圖；圖10按本發(fā)明提供的第5種基本發(fā)電-制冷循環(huán)，即超臨界單循環(huán)發(fā)電_制冷聯(lián) 合流程示意圖；圖11按本發(fā)明提供的一種雙循環(huán)發(fā)電流程，即第1種基本發(fā)電循環(huán)構(gòu)成第一循 環(huán)，第2種基本發(fā)發(fā)電循環(huán)構(gòu)成第二循環(huán)的流程示意圖；圖12按本發(fā)明提供的另一種雙循環(huán)發(fā)電流程，即第2基本發(fā)電循環(huán)分別構(gòu)成第一 循環(huán)和第二循環(huán)的流程示意圖；圖13按本發(fā)明提供的再一種雙循環(huán)發(fā)電流程，即第一循環(huán)是由第2種基本發(fā)電循 環(huán)構(gòu)成，第二循環(huán)是第4種基本發(fā)電循環(huán)的流程示意圖；圖14按本發(fā)明提供的第4種雙循環(huán)發(fā)電流程第一循環(huán)是第3種基本發(fā)電循環(huán)構(gòu) 成、第二循環(huán)是第4種基本發(fā)電循環(huán)構(gòu)成的流程示意圖15按本發(fā)明提供的第5種雙循環(huán)發(fā)電流程第一循環(huán)是第1種超臨界發(fā)電循環(huán)、 第二循環(huán)是第2種亞臨界、跨臨界發(fā)電循環(huán)流程示意圖；圖16按本發(fā)明提供的第6種雙循環(huán)發(fā)電流程，第一循環(huán)是第2種基本發(fā)電循環(huán)構(gòu) 成，第二循環(huán)是第3種基本發(fā)電循環(huán)構(gòu)成的流程示意圖；圖17按本發(fā)明提供的第7種雙循環(huán)發(fā)電流程，第一循環(huán)是第2種基本發(fā)電-制冷 循環(huán)構(gòu)成、第二循環(huán)是第2種基本發(fā)電-制冷循環(huán)構(gòu)成的流程示意圖；圖18按本發(fā)明提供的第8種雙循環(huán)發(fā)電流程，第一循環(huán)是第2種基本發(fā)電制冷循 環(huán)構(gòu)成，第二循環(huán)是第3種基本發(fā)電-制冷循環(huán)流程示意圖；圖19按本發(fā)明提供的第9種雙循環(huán)發(fā)電流程，第一循環(huán)是第2種基本發(fā)電-制冷 循環(huán)構(gòu)成、第二循環(huán)是第4種基本發(fā)電-制冷循環(huán)構(gòu)成的流程示意圖；圖20按本發(fā)明提供的第10種雙循環(huán)發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)第一循環(huán)是第1種基本 發(fā)電-制冷循環(huán)構(gòu)成、第二循環(huán)是第4種基本發(fā)電-制冷循環(huán)構(gòu)成的流程示意圖；圖21按本發(fā)明提供的第二種基本單循環(huán)即亞臨界、跨臨界單循環(huán)原動(dòng)機(jī)；圖22按本發(fā)明提供的第一種雙循環(huán)即第一和第二循環(huán)都是第一種亞臨界跨臨界 循環(huán)原動(dòng)機(jī)；圖23按本發(fā)明提供的第一種基本單循環(huán)即亞臨界、跨臨界單循環(huán)原動(dòng)機(jī)及制冷
裝置；圖24按本發(fā)明提供的第一種雙循環(huán)即亞臨界跨臨界和超臨界雙循環(huán)原動(dòng)機(jī)及制 冷裝置；圖25按本發(fā)明提供的第二種基本單循環(huán)即亞臨界、跨臨界單循環(huán)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)風(fēng) 機(jī)機(jī)組；圖26按本發(fā)明提供的第一種雙循環(huán)即超臨界、亞臨界跨臨界雙循環(huán)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng) 水泵機(jī)組；圖27按本發(fā)明提供的第一種基本單循環(huán)即亞臨界、跨臨界單循環(huán)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)輸 送機(jī)及制冷機(jī)組；圖28按本發(fā)明提供的第一種雙循環(huán)即超臨界、亞臨界跨臨界雙循環(huán)原動(dòng)機(jī)發(fā)電、 拖動(dòng)壓縮機(jī)及制冷機(jī)組。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明參見圖1 第1種基本發(fā)電循環(huán)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)之一如二甲醚，在熱流鍋爐單元 1的管程內(nèi)，高壓低溫的上述低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收熱液體側(cè)200°C熱流熱量后在120°C氣化，進(jìn) 入膨脹做功單元2后減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功， 通過動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到液化溫度40°C，進(jìn) 入冷卻單元4被冷卻液化，再經(jīng)加壓泵單元5加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱 流鍋爐單元1管程做再次循環(huán)。考慮補(bǔ)充介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素，在 圖1中在加壓泵5前設(shè)液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元6，也可以在熱流鍋爐單元1后設(shè)氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單 元7對(duì)漏損介質(zhì)補(bǔ)充，為節(jié)約介質(zhì)用量，設(shè)泄漏介質(zhì)收集裝置8收集泄漏介質(zhì)，收集后再利 用。介質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用成固定式或移動(dòng)式或只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。本處所述的單元，包括主機(jī)、輔助設(shè)備、儀表和控制等全部，如閥門、安全裝置，壓 力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等就地和遠(yuǎn)程顯示及控制，每個(gè)單元可以是幾個(gè)機(jī)組串聯(lián)或并聯(lián)，比如 加壓泵單元可以包括泵本體，泵的連接件，測(cè)量?jī)x表及控制電路等整個(gè)泵的工作系統(tǒng)，也可 以是幾個(gè)泵的工作系統(tǒng)的串聯(lián)或并聯(lián)，發(fā)電單元可以包括發(fā)電機(jī)本體，轉(zhuǎn)子溫度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 的測(cè)量及顯示儀表、控制電路、安全報(bào)警設(shè)備等。參見圖2 圖2為第2種基本發(fā)電循環(huán)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如二甲醚及其溶劑的混合 物，在熱流鍋爐1管程內(nèi)，高壓低溫的低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收90°C的熱流體熱流熱量后升溫并氣 化，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做 功，通過動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮，也 可以另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元4，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到液化溫度35°C，部 分是液體狀態(tài)部分是氣體狀態(tài)，進(jìn)入氣液分離單元5，分離出的液體從分離單元5液體出口 流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元6加壓到與壓縮單元4出口壓力相同，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元 4被壓縮再經(jīng)冷卻單元7冷卻成液體，之后流出壓縮單元4與一級(jí)加壓泵單元6出口液體 匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元8加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做 二次循環(huán)。也可不設(shè)氣液分離單元5和泵6，直接用壓縮單元4把氣體壓縮成液體，再用加 壓?jiǎn)卧? 二次升壓進(jìn)入熱流鍋爐?？紤]到補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益 等到因素，選取在一級(jí)加壓泵單元6和二級(jí)加壓泵單元8之間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元 9對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)或只做接口。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏介質(zhì)收集單元10收集泄漏 低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)。圖3所示為有再熱的第一種亞臨界跨臨界循環(huán)流程，由熱流鍋爐單元1，第一膨脹 單元2、第一發(fā)電單元3、再熱單元4、第二熱源單元5、二次膨脹單元6、二次膨脹發(fā)電單元 7、冷凝單元8、加壓泵單元9、氣態(tài)工質(zhì)補(bǔ)充單元10、氣態(tài)工質(zhì)補(bǔ)充單元11、泄漏工質(zhì)收集單 元12以及配套裝置、控制裝置組成。其中熱流鍋爐1的換熱部件熱流體側(cè)進(jìn)口接低品位熱流，出口排大氣，換熱部件 冷流體側(cè)進(jìn)口接加壓泵單元9出口，冷流體側(cè)出口接第一膨脹單元2進(jìn)口，第一膨脹單元出 口接再熱單元4進(jìn)口，再熱單元出口接二次膨脹單元6進(jìn)口，二次膨脹單元出口接冷卻單元 8進(jìn)口，冷卻單元出口接加壓泵單元9進(jìn)口，加壓泵單元出口接熱流鍋爐1的換熱部件冷流 體側(cè)進(jìn)口。第一膨脹單元的輸出軸接第一發(fā)電單元3輸入軸，二次膨脹單元接第二發(fā)電單 元7輸入軸。循環(huán)過程是在熱流鍋爐1內(nèi)，7. 32Mpa、15°C的液態(tài)工質(zhì)二氧化碳吸收40°C低品 位熱流熱量后升溫到31°C并氣化，進(jìn)入第一膨脹單元2，壓力降低體積膨脹，把壓力能變成 動(dòng)能，推動(dòng)膨脹單元轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)或活塞運(yùn)動(dòng)做功，帶動(dòng)第一發(fā)電單元3發(fā)電，做功后工質(zhì)壓力 降低到設(shè)定壓力4Mpa，溫度降低到5°C，進(jìn)入再熱單元4被從熱流鍋爐1引來的低品位熱流 或第二熱源單元的熱量加熱到31°C，進(jìn)二次膨脹單元6 二次膨脹，膨脹到設(shè)定溫度15°C，進(jìn) 入冷卻單元8被7°C的冷凍水冷卻凝結(jié)成液體，再被加壓泵9加壓流回?zé)崃麇仩t二次循環(huán)。參見圖4，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如R134a，在熱流鍋爐1管程內(nèi)，高壓低溫的氣態(tài)低沸點(diǎn) 介質(zhì)吸收125°c熱流熱量后溫度升高到110°C汽化體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨 脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，膨脹做功單元2的動(dòng)力輸出軸聯(lián)發(fā)電單元3輸入軸，帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮，或 另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元4，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到10°C，進(jìn)入壓縮單元4， 被壓縮到超臨界壓力4. 5Mpa進(jìn)入冷卻單元6，降溫后出冷卻單元6進(jìn)熱流鍋爐1管程做二 次循環(huán)。若壓縮中氣體溫升大，則設(shè)中間冷卻單元5對(duì)壓縮過程中的氣體降溫壓縮過程中 的氣體從壓縮單元某一級(jí)流出進(jìn)中間冷卻單元5降溫，再進(jìn)入壓縮單元下一級(jí)繼續(xù)壓縮。 為補(bǔ)充損耗，設(shè)介質(zhì)補(bǔ)充單元7對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。當(dāng)采用移動(dòng)式補(bǔ)充裝置時(shí)通過補(bǔ) 充接口做補(bǔ)充，全面考慮補(bǔ)充介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)。為 節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏介質(zhì)收集裝置8收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn) 介質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用固定式或移動(dòng)式或不設(shè)，只做接口，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。參見圖5，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如氯乙烯氣體，在熱流鍋爐1管程內(nèi)，高壓低溫的氣態(tài) 低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收190°C熱流熱量后溫度升高到175°C體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨 脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2的運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，膨脹做功單元2的動(dòng)力輸 出軸輸出軸與發(fā)電單元3輸入軸連接，帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸點(diǎn) 介質(zhì)壓縮，也可另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元4。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到微過熱 溫度143°C，進(jìn)入壓縮單元4。被壓縮到超臨界壓力7. OMpa進(jìn)熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。 為補(bǔ)充損耗，在熱流鍋爐單元1后設(shè)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元6對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。當(dāng)采 用成移動(dòng)式補(bǔ)充裝置時(shí)，通過補(bǔ)充接口做低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓 力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介 質(zhì)收集裝置7收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用固定式或 移動(dòng)式或不設(shè)只做接口，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。把自換熱單元5設(shè)在熱流鍋爐1和 膨脹做功單元2之間，以用對(duì)從熱爐鍋爐出來的相對(duì)溫度較低的氣體和對(duì)壓縮后溫度較高 的氣體降溫，同時(shí)升高熱流鍋爐出來的氣體溫度，提高膨脹機(jī)的做功能力。補(bǔ)充自換熱單元 與冷卻單元的關(guān)系。當(dāng)采用單循環(huán)不能把所吸收的的熱能完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)化成電能，或流程 設(shè)計(jì)需要，設(shè)第二循環(huán)繼續(xù)能量轉(zhuǎn)化。第二循環(huán)組成基本同第一循環(huán)，但使用的介質(zhì)的沸點(diǎn) 比第一循環(huán)用的介質(zhì)沸點(diǎn)低。由于第一循環(huán)做功量大，更適合選用透平膨脹機(jī)，當(dāng)采用亞臨 界和跨臨界循環(huán)時(shí)須解決后幾級(jí)葉片抗液滴沖刷的技術(shù)問題，若采用超臨界循環(huán)則可避開 液滴沖刷。為此采用雙循環(huán)是增大能量轉(zhuǎn)化甚至把全部能量徹底轉(zhuǎn)化方法之一。圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示為單循環(huán)發(fā)電-制冷循環(huán)流程，分述如下圖6 在熱流鍋爐1冷流體側(cè)內(nèi)，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收熱流熱量后升溫 并氣化，進(jìn)入低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單 元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，通過動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低 到液化溫度，全部液化成液體，進(jìn)入貯液?jiǎn)卧?。再經(jīng)加壓泵單元5加壓到亞臨界或臨界甚 至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。冷流溫度一般低于常溫，可提供冷量；循環(huán)系統(tǒng)溫度尤其是膨脹做功單元至熱流 鍋爐之間的溫度一般在零下，根據(jù)冷量需要及保證循環(huán)條件下確定可提供冷量的數(shù)量和溫 度級(jí)別并選擇位置，可將供冷單元6設(shè)在加壓泵單元與熱流鍋爐之間或熱流鍋爐與膨脹做 功單元之間，以及熱流鍋爐冷流出口。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，圖示為在加壓泵5前設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元7，或在熱流鍋爐單元1后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介 質(zhì)補(bǔ)充單元8對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，或不設(shè)只做接口。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低 沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元9收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。據(jù)設(shè)計(jì)也可不設(shè)。圖7 在熱流鍋爐1冷流體側(cè)內(nèi)，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收熱流熱量后氣 化，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做 功，通過動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮，也可另 設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到液化溫度，部分是液體部分 是氣體，進(jìn)入氣液分離單元5，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元4被壓縮成液體出壓縮單元與一 級(jí)加壓泵單元6出口液體匯合，分離出的液體從分離單元5液體出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單 元6加壓到與壓縮單元4出口壓力相同與壓縮單元出口液體匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元7 加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)，供冷單元8可以在 加壓泵單元與熱流鍋爐之間或熱流鍋爐與膨脹做功單元之間以及熱流鍋爐冷流出口。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)， 如圖示在一級(jí)加壓泵單元6和二級(jí)加壓泵單元7之間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元9，或在熱 流鍋爐單元與膨脹做功單元之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元10對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。根據(jù)設(shè) 計(jì)也可不設(shè)介質(zhì)補(bǔ)充單元10，只做接口。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單 元11收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。圖8所示為有再熱的亞臨界跨臨界發(fā)電_制冷循環(huán)流程，由熱流鍋爐單元1，第一 膨脹單元2、第一發(fā)電單元3、再熱單元4、第二熱源單元5、二次膨脹單元6、二次膨脹發(fā)電單 元7、冷凝單元8、加壓泵單元9、供冷單元10、氣態(tài)工質(zhì)補(bǔ)充單元11、泄漏工質(zhì)收集單元12 以及配套裝置、控制裝置組成。其中熱流鍋爐1的換熱部件熱流體側(cè)進(jìn)口接低品位熱流，出口排大氣，換熱部件 冷流體側(cè)進(jìn)口接加壓泵單元9出口，冷流體側(cè)出口接第一膨脹單元2進(jìn)口，第一膨脹單元出 口接再熱單元4進(jìn)口，再熱單元出口接二次膨脹單元6進(jìn)口，二次膨脹單元出口接冷卻單元 8進(jìn)口，冷卻單元出口接加壓泵單元9進(jìn)口，加壓泵單元出口接熱流鍋爐1的換熱部件冷流 體側(cè)進(jìn)口。第一膨脹單元的輸出軸接第一發(fā)電單元3輸入軸，二次膨脹單元接第二發(fā)電單 元7輸入軸。循環(huán)過程是在熱流鍋爐1內(nèi)，7. 32Mpa、15°C的液態(tài)工質(zhì)二氧化碳吸收40°C低品 位熱流熱量后升溫到31°C并氣化，進(jìn)入第一膨脹單元2，壓力降低體積膨脹，把壓力能變成 動(dòng)能，推動(dòng)膨脹單元轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)或活塞運(yùn)動(dòng)做功，帶動(dòng)第一發(fā)電單元3發(fā)電，做功后工質(zhì)壓力 降低到設(shè)定壓力4Mpa，溫度降低到5°C，進(jìn)入再熱單元4被從熱流鍋爐1引來的低品位熱流 或第二熱源單元的熱量加熱到31°C，進(jìn)二次膨脹單元6 二次膨脹，膨脹到設(shè)定溫度15°C，進(jìn) 入冷卻單元8被7°C的冷凍水冷卻凝結(jié)成液體，再被加壓泵9加壓流回?zé)崃麇仩t二次循環(huán)， 供冷單元10可設(shè)在加壓泵與熱流鍋爐之間，向外界提供冷量。圖9 在熱流鍋爐1冷流體側(cè)內(nèi)，高壓低溫的氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后 溫度升高體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單 元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，通過動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸點(diǎn) 介質(zhì)壓縮，也可另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到微過熱溫 度，進(jìn)入壓縮單元4。被壓縮到設(shè)計(jì)壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)，可以在膨脹做功單元與熱流鍋爐之間或熱流鍋爐與膨脹做功單元之間及熱流鍋爐冷流出口設(shè)供冷單元5。為補(bǔ)充損耗，設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元6對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，也可不設(shè)而 只做接口。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元7收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收 集后再利用，據(jù)設(shè)計(jì)也可不設(shè)。圖10 在熱流鍋爐1冷流側(cè)內(nèi)，高壓低溫的氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后 溫度升高體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單 元2的運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，通過動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸 點(diǎn)介質(zhì)壓縮，也可另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到微過熱 溫度，進(jìn)入壓縮單元4被壓縮到設(shè)計(jì)壓力進(jìn)入自換熱單元5，降溫后出自換熱單元進(jìn)熱流鍋 爐1管程做二次循環(huán)。若壓縮中氣體溫升大，設(shè)中間冷卻單元6對(duì)壓縮過程中的氣降溫壓 縮中的氣從壓縮單元某一級(jí)流出進(jìn)中間冷卻單元降溫，再進(jìn)入壓縮單元下一級(jí)繼續(xù)壓縮， 在熱流鍋爐與自換熱單元之間或膨脹做功單元與壓縮單元之間以及熱流鍋爐冷流出口設(shè) 供冷單元6。為補(bǔ)充損耗，設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元7對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。為節(jié)約低沸 點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元8收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介 質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用固定式或移動(dòng)式或只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充裝置，泄漏介質(zhì) 收集單元也可不設(shè)。圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16是雙循環(huán)發(fā)電流程組合中的六種，還有其他 組合不一一列舉。雙循環(huán)的第一循環(huán)在五種單循環(huán)發(fā)電流程基礎(chǔ)上，亞臨界、跨臨界循環(huán)在 膨脹做功單元后冷凝單元是二循環(huán)的結(jié)合部，超臨界循環(huán)在膨脹做功單元后增加了冷卻單 元。以圖11為例，第一循環(huán)是第1種亞臨界、跨臨界發(fā)電循環(huán)，第二循環(huán)是第2種亞臨界、 跨臨界發(fā)電循環(huán)，說明如下第一循環(huán)循環(huán)過程是在熱流鍋爐1冷流體側(cè)內(nèi)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如二甲醚與吸 收劑的混合物，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后自身氣化，進(jìn)入膨脹做功 單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，帶動(dòng)發(fā)電單元 3發(fā)電，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到飽和溫度，進(jìn)入第一冷凝單元4，把熱量傳給第二 循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)冷凝成液體進(jìn)入第一貯液?jiǎn)卧?，再經(jīng)第一加壓泵單元6加壓到亞臨界或 臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1做二次循環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài) 及盡可能取得效益等到因素選取介質(zhì)補(bǔ)充點(diǎn)，圖1中在加壓泵6前設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充 單元7，或在熱流鍋爐單元1后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元8對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，為節(jié) 約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集裝置9收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低 沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用成固定式或移動(dòng)式或不設(shè)只做接口，收集裝置9也可不設(shè)。第二循環(huán)循環(huán)過程是高壓和更低溫度的第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)如空氣在第二蒸發(fā) 器單元10內(nèi)吸收第一循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)的熱量后氣化，體積膨脹進(jìn)入第二膨脹做功單元11 把壓力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元11運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電單元12轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)把機(jī)械 能轉(zhuǎn)化成電能。低沸點(diǎn)介質(zhì)做功后壓力降低，溫度降低到液化溫度，部分是液體部分是氣 體，進(jìn)入氣液分離單元14，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元13被壓縮成液體出壓縮單元13與一 級(jí)加壓泵單元15出口液體匯合，分離出的液體從分離單元14液體出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵 單元15加壓到與壓縮單元13出口壓力相同與壓縮單元出口液體匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元16加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入第二蒸發(fā)單元管程做二次循環(huán)。全面考慮 補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，如圖示在一級(jí)加壓泵 單元15和二級(jí)加壓泵單元16之間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元17，或在熱流鍋爐單元與膨 脹做功單元之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元18對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量， 設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元19收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置 可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式也可不設(shè)只做接口，收集單元也可不設(shè)。圖12中各標(biāo)號(hào)所指的部位對(duì)應(yīng)關(guān)系為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3 第一發(fā)電單元，4第一壓縮單元，5第一凝汽單元，6第一氣液分離單元，7第一一級(jí)加壓泵單 元，8第一二級(jí)加壓泵單元，9第一液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，10第一氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，11第一泄 露介質(zhì)收集單元，12第二蒸發(fā)單元，13第二膨脹做功單元，14第二發(fā)電單元，15第二壓縮單 元，16第二氣液分離單元，17第二一級(jí)加壓泵單元，18第二二級(jí)加壓泵單元，19第二液態(tài)介 質(zhì)補(bǔ)充單元，20第二氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，21第二泄露介質(zhì)收集單元；圖13中各標(biāo)號(hào)所指的部位對(duì)應(yīng)關(guān)系為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3 第一發(fā)電單元，4第一壓縮單元，5第一凝汽單元，6第一氣液分離單元，7第一一級(jí)加壓泵單 元，8第一二級(jí)加壓泵單元，9第一液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，10第一氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，11第一泄 露介質(zhì)收集單元，12第二蒸發(fā)單元，13第二膨脹做功單元，14第二發(fā)電單元，15第二壓縮單 元，16第二自換熱單元，17第二介質(zhì)補(bǔ)充單元，18第二泄露介質(zhì)收集單元；圖14中各標(biāo)號(hào)所指的部位對(duì)應(yīng)關(guān)系為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3 第一發(fā)電單元，4第一壓縮單元，5第一冷卻單元，6第二冷卻單元，7第一介質(zhì)補(bǔ)充單元，8第 一泄露介質(zhì)收集單元，9第二蒸發(fā)單元，10第二膨脹做功單元，11第二發(fā)電單元，12第二壓 縮單元，13第二自換熱單元，14第二介質(zhì)補(bǔ)充單元，15第二泄露介質(zhì)收集單元；圖15中各標(biāo)號(hào)所指的部位對(duì)應(yīng)關(guān)系為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3 第一發(fā)電單元，4第一壓縮單元，5第一冷卻單元，6第二冷卻單元，7第一介質(zhì)補(bǔ)充單元，8第 一泄露介質(zhì)收集單元，9第二蒸發(fā)單元，10第二膨脹做功單元，11第二發(fā)電單元，12第二壓 縮單元，13第二氣液分離單元，14第二一級(jí)加壓泵單元，15第二二級(jí)加壓泵單元，16第二液 態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，17第二氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，18第二泄露介質(zhì)收集單元；圖16中1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3第一發(fā)電單元，4第一壓縮單元， 5第一凝汽單元，6第一氣液分離單元，7第一一級(jí)加壓泵單元，8第一二級(jí)加壓泵單元，9第 一液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，10第一氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，11第一泄露介質(zhì)收集單元，12第二蒸發(fā) 單元，13第二膨脹做功單元，14第二發(fā)電單元，15第二壓縮單元，16第二介質(zhì)補(bǔ)充單元，17 第二泄露介質(zhì)收集單元。本發(fā)明主要用于增加發(fā)電量，但也可同時(shí)提供冷量，即發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)。做法 是1、熱流鍋爐出口冷流提供冷量，2、根據(jù)需要的冷量級(jí)別，在第一循環(huán)、第二循環(huán)的適宜環(huán) 節(jié)中增加一臺(tái)或多臺(tái)換熱器，對(duì)提取冷量的介質(zhì)降溫即提供冷量。此時(shí)循環(huán)成為發(fā)電-制 冷聯(lián)合循環(huán)。圖17、圖18、圖19、圖20是發(fā)電-制冷雙循環(huán)組合之中的四種方式。以圖18為例 說明如下第一循環(huán)是在熱流鍋爐1內(nèi)，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后 自身氣化體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹做功，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，帶動(dòng)發(fā)電單元3發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮， 也可另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到飽和或接近飽和溫 度，進(jìn)入第一冷凝單元5，把熱量傳給第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)后全部冷凝或大部分是液體進(jìn)入 氣液分離單元6，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元4被壓縮成液體出壓縮單元與一級(jí)加壓泵單 元6出口液體匯合，分離出的液體從分離單元5液體出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元7加壓到 與壓縮單元4出口壓力相同與其出口液體匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元8加壓到亞臨界或臨 界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。在加壓泵單元與熱流鍋爐之間或熱流 鍋爐與膨脹做功單元之間及熱流鍋爐冷流出口設(shè)有供冷單元9.為補(bǔ)充損耗，設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元10和氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元11對(duì)漏 損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元12收集泄漏低沸 點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式或不設(shè)但設(shè)補(bǔ)充接 口，泄漏介質(zhì)收集裝置也可不設(shè)。第二循環(huán)是在第二蒸發(fā)單元13冷流體側(cè)內(nèi)，高壓低溫的氣態(tài)第二低沸點(diǎn)介質(zhì)吸 收殼程第一介質(zhì)熱量后溫度升高體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元14減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化 成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元14的運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，膨脹做功單元14通過聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電單 元15發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元16對(duì)從膨脹做功單元來的低壓低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮，壓縮單元16 也可另設(shè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到微過熱溫度，進(jìn)入壓縮單元16。 被壓縮到超臨界壓力進(jìn)入第二蒸發(fā)單元13管程做二次循環(huán)。壓縮單元與蒸發(fā)單元之間或 蒸發(fā)單元與膨脹做功單元之間設(shè)有供冷單元17.為補(bǔ)充損耗，設(shè)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元18對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。全面考慮補(bǔ)充低 沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè) 泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集裝置19收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可 設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充裝置，泄漏介質(zhì)收集裝置也可不設(shè)。圖17中，標(biāo)號(hào)所指的部位為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3第一發(fā)電單 元，4第一壓縮單元，5第一冷凝單元，6第一氣液分離單元，7第一一級(jí)加壓泵單元，8第一二 級(jí)加壓泵單元，9第一供冷單元，10第一液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，11第一氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，12 第一泄露介質(zhì)收集單元，13第二蒸發(fā)單元，14第二膨脹單元，15第二發(fā)電單元，16第二壓縮 單元，17第二氣液分離單元，18第二一級(jí)加壓泵單元，19第二二級(jí)加壓泵單元，20第二供冷 單元，21第二液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，22第二氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，23第二泄漏介質(zhì)收集單元。圖19中，標(biāo)號(hào)所指的部位為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹做功單元，3第一發(fā)電單 元，4第一壓縮單元，5第一冷凝單元，6第一氣液分離單元，7第一一級(jí)加壓泵單元，8第一二 級(jí)加壓泵單元，9第一供冷單元，10第一液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，11第一氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元，12 第一泄漏介質(zhì)收集單元，13第二蒸發(fā)單元，14第二膨脹單元，15第二發(fā)電單元，16第二壓縮 單元，17第二自換熱單元，18第二供冷單元，19第二介質(zhì)補(bǔ)充單元，20第二泄露介質(zhì)收集單兀。圖20中，標(biāo)號(hào)為所的部位為1熱流鍋爐單元，2第一膨脹單元，3第一發(fā)電單元，4 第一壓縮單元，5第一冷卻單元，6第一供冷單元，7第一介質(zhì)補(bǔ)充單元，8第一泄漏介質(zhì)收集 單元，9第二蒸發(fā)單元，10第二膨脹單元，11第二發(fā)電單元，12第二壓縮單元，13第二自換熱 單元，14第二供冷單元，15第二介質(zhì)補(bǔ)充單元，16第二泄漏介質(zhì)收集單元。
其他循環(huán)不一一詳述。無論是二循環(huán)還是三循環(huán)還是三循環(huán)以上，無論是發(fā)電循環(huán)還是發(fā)電_制冷聯(lián)合 循環(huán)，都可據(jù)需要由基本循環(huán)及其改型任意組合。兩個(gè)循環(huán)連接部設(shè)前一循環(huán)冷卻單元即 后一循環(huán)的蒸發(fā)單元，當(dāng)前一循環(huán)是跨臨界循環(huán)時(shí)還要設(shè)加壓泵單元。第二循環(huán)介質(zhì)和第三循環(huán)介質(zhì)氣化后狀態(tài)有以下各種狀態(tài)1.飽和態(tài)；2.過熱 態(tài)；3.亞臨界態(tài)；4.臨界態(tài)；5.超臨界態(tài)。五種狀態(tài)做功能力依次加大，做功后溫度依次降 得更低，更易于壓縮，即消耗的壓縮功更小。上述循環(huán)中，去掉發(fā)電單元，則成為一種低品位熱流原動(dòng)機(jī)；把發(fā)電單元換成其他 工作機(jī)組，比如風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組，則成為低品位熱流原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)工作機(jī)組，如輸出冷量則成 為帶制冷裝置。參見圖21 本圖為第2種基本循環(huán)原動(dòng)機(jī)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如二甲醚在熱流鍋爐 1冷流體側(cè)吸收熱流體側(cè)熱流熱量后自身氣化，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn) 化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，可通過膨脹單元2的輸出軸與傳動(dòng)單元3 拖動(dòng)各種工作機(jī)，比如壓縮機(jī)，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮，也可另設(shè)電動(dòng) 機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元4。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到液化溫度，部分是液體狀態(tài)部分是 氣體狀態(tài)，進(jìn)入氣液分離單元5，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元4被壓縮成液體，之后流出壓 縮單元與一級(jí)加壓泵單元6出口液體匯合，分離出的液體從分離單元5液體出口流出，經(jīng)一 級(jí)加壓泵單元6加壓到與壓縮單元4出口壓力相同與壓縮單元出口液體匯合，再經(jīng)二級(jí)加 壓泵單元7加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。也可不 設(shè)氣液分離單元5和一級(jí)加壓泵單元6，直接用壓縮單元4把氣體壓縮成液體，再用二級(jí)加 壓?jiǎn)卧?繼續(xù)升壓。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選 取補(bǔ)充點(diǎn)，如圖示在一級(jí)加壓泵單元6和二級(jí)加壓泵單元7之間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單 元8，或在熱流鍋爐單元與膨脹做功單元之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元9對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介 質(zhì)或不設(shè)但可做接口。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元10收集泄漏低 沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。也可不要收集裝置。膨脹做完功的介質(zhì)也可是氣態(tài)，溫度接近飽和溫度的微過熱態(tài)，被壓縮機(jī)容易地 壓縮成液體。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是膨脹機(jī)不存在液滴的沖擊，容易制作且運(yùn)行壽命長(zhǎng)。當(dāng)采用超臨界循環(huán)時(shí)，即循環(huán)中無液體產(chǎn)生，介質(zhì)始終在過熱態(tài)運(yùn)行。此種循環(huán)去 掉氣液分離器、一級(jí)泵、二級(jí)泵，增加氣體冷卻器，根據(jù)介質(zhì)壓縮工況采取一級(jí)壓縮一級(jí)冷 卻或多級(jí)壓縮、多級(jí)冷卻以減小壓縮功，最大限度地取得有用功。當(dāng)采用單循環(huán)不能把所吸收的的熱能完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，或流程設(shè)計(jì)需要，設(shè)第 二循環(huán)繼續(xù)能量轉(zhuǎn)化。第二循環(huán)組成基本同第一循環(huán)，但使用的介質(zhì)的沸點(diǎn)比第一循環(huán)用 的介質(zhì)沸點(diǎn)低。由于第一循環(huán)做功量大，大功率更適合透平膨脹機(jī)，當(dāng)采用亞臨界和跨臨界 循環(huán)時(shí)須解決后幾級(jí)葉片抗液滴沖刷的技術(shù)問題。若采用超臨界循環(huán)則可避開液滴沖刷的 問題。為此采用雙循環(huán)是增大能量轉(zhuǎn)化甚至把全部能量徹底轉(zhuǎn)化方法之一.以圖22為例，第一循環(huán)和第二循環(huán)都是第2種亞臨界、跨臨界原動(dòng)機(jī)，說明如下第一循環(huán)循環(huán)過程是在熱流鍋爐1內(nèi)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如二氧化碳與吸收劑 N-甲基-2-吡咯烷酮的混合物，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后自身氣 化，進(jìn)入第一膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，通過膨脹單元2的輸出軸與傳動(dòng)單元3拖動(dòng)各種工作機(jī)，比如水泵。做完功的低沸 點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到飽和溫度，進(jìn)入第一凝汽單元5，把熱量傳給第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)冷凝成 液體進(jìn)入第一氣液分離單元6，再經(jīng)第一加壓泵單元7加壓到與壓縮單元4出來的液體匯合 經(jīng)第二加壓泵8加壓到臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介 質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，圖示為在加壓泵8前設(shè)液態(tài)低沸 點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元9或在熱流鍋爐單元1后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元10對(duì)漏損低沸點(diǎn)介 質(zhì)補(bǔ)充，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元11收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收 集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用固定式或移動(dòng)式或只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不 設(shè)補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。第二循環(huán)循環(huán)過程是高壓和更低溫度的第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)如空氣在第二蒸發(fā) 器單元內(nèi)12吸收第一循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)的熱量后氣化，體積膨脹進(jìn)入第二膨脹做功單元13 把壓力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，膨脹做功單元 可通過第二原動(dòng)機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)單元14拖動(dòng)各種工作機(jī)。低沸點(diǎn)介質(zhì)做功后壓力溫度， 溫度降低到液化溫度，部分是液體部分是氣體，進(jìn)入氣液分離單元16，分離出的氣體進(jìn)入壓 縮單元15被壓縮成液體出壓縮單元15與第二一級(jí)加壓泵單元17出口液體匯合，分離出的 液體從分離單元16液體出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元17加壓到與壓縮單元15出口壓力相 同與壓縮單元出口液體匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元18加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓 力進(jìn)入第二蒸發(fā)單元管程做二次循環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取 得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，如圖示在一級(jí)加壓泵單元17和二級(jí)加壓泵單元18之間設(shè)液 態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元19，或在熱流鍋爐單元與膨脹做功單元之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充 單元20對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元21收集泄 漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元可采用成固定式或移動(dòng)式或不設(shè)，可只 做接口，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。參見圖23，原動(dòng)機(jī)可附加制冷功能。第一種單循環(huán)原動(dòng)機(jī)帶制冷裝置。在熱流鍋 爐1管程內(nèi)，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后自身氣化，進(jìn)入低沸點(diǎn)介質(zhì) 膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2的運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，成為原 動(dòng)機(jī)，通過膨脹單元2的輸出軸與傳動(dòng)單元3可拖動(dòng)發(fā)電機(jī)或各種工作機(jī)。做完功的低沸 點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到液化溫度，部分是氣體部分是液體，進(jìn)入氣液分離單元5。分離出的氣體 進(jìn)入壓縮機(jī)4被壓縮成液體與加壓泵單元6出口匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵7加壓到設(shè)計(jì)壓力 進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。冷流溫度一般低于常溫，可提供冷量；循環(huán)系統(tǒng)溫度尤其是膨脹做功單元至熱流 鍋爐之間的溫度一般在零下，根據(jù)冷量需要及保證循環(huán)條件下確定可提供冷量的數(shù)量和溫 度級(jí)別并選擇位置，如圖供冷單元8設(shè)在加壓泵單元與熱流鍋爐之間或熱流鍋爐與膨脹做 功單元之間和熱流鍋爐冷流出口。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等因素選取循環(huán)介質(zhì)補(bǔ) 充點(diǎn)，圖示為在加壓泵之間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元9，或在熱流鍋爐單元1前設(shè)液態(tài)介 質(zhì)補(bǔ)充點(diǎn)9和在熱流鍋爐后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元10對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，為節(jié)約 低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元11收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低 沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式，設(shè)計(jì)成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。圖24所示為雙循環(huán)帶制冷原動(dòng)機(jī)。第一循環(huán)是亞臨界跨臨界，第二循環(huán)是超臨界 循環(huán)原動(dòng)機(jī)帶制冷裝置。第一循環(huán)是在熱流鍋爐1管程內(nèi)，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì) 吸收殼程熱流熱量后自身氣化體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹做功，把壓力能轉(zhuǎn) 化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，用膨脹單元的輸出軸與傳動(dòng)單元3可拖動(dòng)其 他工作機(jī)，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮，或用電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元。做完功 的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到飽和或接近飽和溫度，進(jìn)入第一凝汽單元5，把熱量傳給第二循環(huán) 低沸點(diǎn)介質(zhì)后全部冷凝或大部分是液體進(jìn)入氣液分離單元6，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元 4被壓縮成液體出壓縮單元與一級(jí)加壓泵單元7出口液體匯合，分離出的液體從分離單元6 液體出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元7加壓到與壓縮單元4出口壓力相同與其出口液體匯合， 再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元8加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循 環(huán)。在加壓泵單元與熱流鍋爐之間或熱流鍋爐與膨脹做功單元之間及熱流鍋爐冷流出口之 間設(shè)有供冷單元9.為補(bǔ)充損耗，設(shè)液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元10和氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元11對(duì)漏損低沸 點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。當(dāng)設(shè)計(jì)成移動(dòng)式時(shí)補(bǔ)充單元通過補(bǔ)充接口做低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，全面考慮補(bǔ)充 低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量， 設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元12收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置 可采用成固定式或移動(dòng)式，采用成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充 裝置，泄漏介質(zhì)收集裝置也可不設(shè)。本處所述的單元，包括主機(jī)、輔助設(shè)備、儀表和控制等全部，如安全裝置，閥門閥 件、壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等就地和遠(yuǎn)方顯示及控制，每個(gè)單元可以是幾個(gè)機(jī)組串聯(lián)或并 聯(lián)。第二循環(huán)是超臨界循環(huán)帶供冷單元在第二蒸發(fā)單元13內(nèi)，高壓低溫的氣態(tài)第二 低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程第一低沸點(diǎn)介質(zhì)熱量后溫度升高體積膨脹，進(jìn)入膨脹做功單元14減 壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元14的運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，膨脹做功單元14通 過傳動(dòng)單元15可拖動(dòng)各種工作機(jī)，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元16對(duì)從膨脹做功單元來的低壓低沸 點(diǎn)介質(zhì)壓縮，壓縮單元16也可用電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到微過熱 溫度，進(jìn)入壓縮單元16。被壓縮到超臨界壓力進(jìn)入第二蒸發(fā)單元13管程做二次循環(huán)?？稍?壓縮單元與蒸發(fā)單元之間或蒸發(fā)單元與膨脹做功單元之間設(shè)供冷單元17。為補(bǔ)充損耗，設(shè)低沸點(diǎn)氣態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充單元18對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充。全面考慮補(bǔ) 充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用 量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元19收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充 裝置可采用成固定式或移動(dòng)式，采用成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè) 補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。參見圖25。圖25所示為低品位熱流原動(dòng)機(jī)第2種基本循環(huán)拖動(dòng)風(fēng)機(jī)機(jī)組，采用低 沸點(diǎn)介質(zhì)如二甲醚，在熱流鍋爐1冷流體側(cè)，高壓低溫的低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收熱流體側(cè)熱流熱 量后升溫并氣化，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元 2的運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)做功，帶動(dòng)風(fēng)機(jī)單元3對(duì)氣體壓縮，同時(shí)帶動(dòng)壓縮單元4對(duì)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì) 壓縮，或用電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)壓縮單元4。做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到液化溫度，部分是液體狀態(tài)部分是氣體狀態(tài)，進(jìn)入氣液分離單元5，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元4被壓縮成液 體，之后流出壓縮單元與一級(jí)加壓泵單元6出口液體匯合，分離出的液體從分離單元5液體 出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元6加壓到與壓縮單元4出口壓力相同與壓縮單元出口液體匯 合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元7加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二 次循環(huán)。也可不設(shè)氣液分離單元5，直接用壓縮單元4把氣體壓縮成液體，再用加壓?jiǎn)卧? 繼續(xù)升壓或省去加壓?jiǎn)卧?直接進(jìn)入熱流鍋爐。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及 盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，如圖示在一級(jí)加壓泵單元6和二級(jí)加壓泵單元7之 間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元8，或在熱流鍋爐單元與膨脹做功單元之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介 質(zhì)補(bǔ)充單元9對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元10收 集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可采用成固定式或移動(dòng)式，采用成 移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。在氣態(tài)介質(zhì)直接膨脹到液態(tài)時(shí)，如圖1所示，則省去了壓縮單元和氣體的壓縮功， 取得的效益更大。膨脹做完功的介質(zhì)也可是氣態(tài)，溫度為接近飽和溫度的微過熱態(tài)，被壓縮機(jī)容易 地壓縮成液體。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是膨脹機(jī)不存在液滴的沖擊，容易制作且壽命長(zhǎng)。當(dāng)采用超臨界循環(huán)時(shí)，即循環(huán)中無液體產(chǎn)生，介質(zhì)始終在過熱態(tài)運(yùn)行。此種循環(huán)去 掉氣液分離器、一級(jí)泵、二級(jí)泵，增加氣體冷卻器，根據(jù)介質(zhì)壓縮工況采取一級(jí)壓縮或多級(jí) 壓縮。參見圖26，是雙循環(huán)低品位熱流原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵的熱流原動(dòng)機(jī)水泵機(jī)組。第一循環(huán)循環(huán)過程是在熱流鍋爐1管程內(nèi)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如二氧化碳與吸收 劑N-甲基-2-吡咯烷酮的混合物，高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后自身氣 化，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)， 拖動(dòng)水泵單元3做功，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到飽和溫度，進(jìn)入第一凝汽單元5，把 熱量傳給第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)冷凝成液體進(jìn)入第一貯液?jiǎn)卧?，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單 元4壓縮成液體與一級(jí)加壓泵7出口匯合。分離出的液體經(jīng)一級(jí)加壓泵單元7加壓到與壓 縮單元4出口液體壓力相同再經(jīng)第二加壓泵單元8加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn) 入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益 等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，圖示為在二級(jí)加壓泵前設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元9，或在熱流鍋爐 單元1后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元10對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量， 設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元11收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元 可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式，設(shè)計(jì)成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充 單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。第二循環(huán)過程是高壓和更低溫度的第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)如氮?dú)庠诘诙舭l(fā)單 元12內(nèi)吸收第一循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)的熱量后氣化，體積膨脹進(jìn)入第二膨脹做功單元13把壓 力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，帶動(dòng)水泵單元14做 功。低沸點(diǎn)介質(zhì)做功后壓力溫度，溫度降低到液化溫度，部分是液體部分是氣體，進(jìn)入氣液 分離單元16，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元15被壓縮成液體出壓縮單元15與一級(jí)加壓泵單 元17出口液體匯合，分離出的液體從分離單元16液體出口流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元17加 壓到與壓縮單元15出口壓力相同與壓縮單元出口液體匯合，再經(jīng)二級(jí)加壓泵單元18加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入第二蒸發(fā)單元管程做二次循環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn) 介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，如圖示在一級(jí)加壓泵單元17和 二級(jí)加壓泵單元18之間設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元19，或在蒸發(fā)單元12與膨脹做功單元 13之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元20對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低 沸點(diǎn)介質(zhì)收集裝置21收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充裝置可設(shè)計(jì)成 固定式或移動(dòng)式，設(shè)計(jì)成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充裝置，泄漏 介質(zhì)收集裝置也可不設(shè)。圖27第一種基本單循環(huán)即亞臨界、跨臨界單循環(huán)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)及制冷循環(huán)過程是在熱流鍋爐1冷流體側(cè)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如氟里昂替代物系列 R134a,高壓低溫的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后自身氣化，進(jìn)入膨脹做功單元2減 壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)輸送機(jī)單元3做功，做 完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度降低到飽和溫度，進(jìn)入壓縮單元4被壓縮液化，再經(jīng)加壓泵單元5加 壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn) 介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，圖示為在加壓泵5前設(shè)液態(tài)低 沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元7，或在膨脹單元2后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元8對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ) 充，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元9收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再 利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式，設(shè)計(jì)成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口， 據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。冷流溫度一般低于常溫，可提供冷量；循環(huán)系統(tǒng)溫度尤其是膨脹做功單元至熱流 鍋爐之間的溫度一般在零下，根據(jù)冷量需要及保證循環(huán)條件下確定可提供冷量的數(shù)量和溫 度級(jí)別并選擇位置，如圖供冷單元6設(shè)在熱流鍋爐冷流出口、加壓泵單元與熱流鍋爐之間 或熱流鍋爐與膨脹做功單元之間。如圖28所示，雙循環(huán)拖動(dòng)、發(fā)電及提供冷量。第一循環(huán)循環(huán)過程是在熱流鍋爐1管程內(nèi)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)如氨，高壓低溫的液 態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)吸收殼程熱流熱量后自身氣化，進(jìn)入膨脹做功單元2減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn) 化成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元2運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)工作機(jī)組3)做功，做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫 度降低到飽和溫度，進(jìn)入第一冷凝單元5，把熱量傳給第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)如二氧化碳冷凝 成液體進(jìn)入第一氣液分離單元6，再經(jīng)第一加壓泵單元7加壓。分離出的氣體經(jīng)壓縮單元4 壓縮成液體與一級(jí)加壓泵7出口液體匯合。分離出的液體經(jīng)一級(jí)加壓泵7加壓。兩流體匯 合后再經(jīng)二級(jí)加壓泵8加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入熱流鍋爐1管程做二次循 環(huán)。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，圖示為 在一級(jí)加壓泵7前設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元10，或在凝汽單元5后設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ) 充單元11對(duì)漏損低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充，為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元12 收集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式，設(shè)計(jì) 成移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不 設(shè)。冷流溫度一般低于常溫，可提供冷量；循環(huán)系統(tǒng)溫度尤其是膨脹做功單元至熱流 鍋爐之間的溫度一般在零下，根據(jù)冷量需要及保證循環(huán)條件下確定可提供冷量的數(shù)量和溫 度級(jí)別并選擇位置，如圖供冷單元9設(shè)在加壓泵單元與熱流鍋爐之間或熱流鍋爐與膨脹做功單元之間及熱流鍋爐冷流出口。第二循環(huán)循環(huán)過程是高壓和更低溫度的第二循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)如二氧化碳在第二 蒸發(fā)單元13內(nèi)吸收第一循環(huán)低沸點(diǎn)介質(zhì)的熱量后氣化，體積膨脹進(jìn)入第二膨脹做功單元 14把壓力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能推動(dòng)膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電單 元15轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。低沸點(diǎn)介質(zhì)做功后壓力降低，溫度降低到液化溫度， 部分是液體部分是氣體，進(jìn)入氣液分離單元17，分離出的氣體進(jìn)入壓縮單元16被壓縮成液 體出壓縮單元與一級(jí)加壓泵單元18出口液體匯合，分離出的液體從分離單元17液體出口 流出，經(jīng)一級(jí)加壓泵單元18壓到與壓縮單元16出口壓力相同與壓縮單元出口液體匯合，再 經(jīng)二級(jí)加壓泵單元19加壓到亞臨界或臨界甚至超臨界壓力進(jìn)入第二蒸發(fā)單元13管程做二 次循環(huán)。也可不要分離單元直接用壓縮單元壓縮成液體。甚至取消一級(jí)加壓泵再甚至取消 一級(jí)和二級(jí)加壓泵直接進(jìn)入第二蒸發(fā)單元。全面考慮補(bǔ)充低沸點(diǎn)介質(zhì)的壓力、物態(tài)及盡可 能取得效益等到因素選取補(bǔ)充點(diǎn)，如圖示在一級(jí)加壓泵單元18和二級(jí)加壓泵單元19之間 設(shè)液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元21，或在熱流鍋爐單元與膨脹做功單元之間設(shè)氣態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì) 補(bǔ)充單元22對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。為節(jié)約低沸點(diǎn)介質(zhì)用量，設(shè)泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)收集單元23收 集泄漏低沸點(diǎn)介質(zhì)，收集后再利用。低沸點(diǎn)介質(zhì)補(bǔ)充單元可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式，設(shè)計(jì)成 移動(dòng)式時(shí)在系統(tǒng)上只做接口，據(jù)流程設(shè)計(jì)也可不設(shè)補(bǔ)充單元，泄漏介質(zhì)收集單元也可不設(shè)。低沸點(diǎn)介質(zhì)介質(zhì)溫度比冷流低，第二循環(huán)更是在零下數(shù)十度甚至-100°C以下?？?提供冷量；根據(jù)冷量需要及保證循環(huán)條件下確定可提供冷量的數(shù)量和溫度級(jí)別并選擇位 置，如圖供冷單元20設(shè)在加壓泵單元與第二蒸發(fā)單元之間或蒸發(fā)單元與膨脹做功單元之 間。也可只在一個(gè)循環(huán)中提供冷量。其他循環(huán)型式原動(dòng)機(jī)、其他循環(huán)型式原動(dòng)機(jī)帶制冷、其他循環(huán)型式原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、發(fā) 電及帶制冷不再一一列舉。第一循環(huán)和第二循環(huán)及雙循環(huán)以上的多循環(huán)，介質(zhì)膨脹過程，有以下方式1、一 次膨脹；2、二次及多次膨脹；3、每次膨脹可以是一級(jí)；4、每次膨脹可以是多級(jí)；5、一臺(tái)膨脹 機(jī)；6多臺(tái)膨脹機(jī)。降低溫度和壓縮可取以下流程1、氣態(tài)介質(zhì)膨脹直接液化成液體，液態(tài)介質(zhì)用泵加壓，再進(jìn)入熱流鍋爐或蒸發(fā)單元，如第1種亞臨界、跨臨界循環(huán)；2、氣態(tài)介質(zhì)膨脹到飽和態(tài)，即有液體又有氣體甚至有少量固體，是二相流或三相 流，經(jīng)氣液分離，分離出的液體用泵加壓，分離出的氣體用壓縮單元加壓及用冷卻單元冷卻 使成液體，二者再用二級(jí)加壓泵加壓進(jìn)入熱流鍋爐或蒸發(fā)單元，如第2種亞臨界、跨臨界循 環(huán)；3、氣態(tài)介質(zhì)膨脹后仍是氣體，但已接近飽和溫度，目的是最大限度地減小壓縮功，很容易地被壓縮機(jī)壓縮成液體，再用泵繼續(xù)加壓，升壓后進(jìn)入熱流鍋爐或 蒸發(fā)單元，如第2種亞臨界、跨臨界循環(huán)；4、氣態(tài)介質(zhì)膨脹后仍是氣體，但已接近飽和溫度，目的是最大限度地減小壓縮功， 被壓縮單元壓縮送入熱流鍋爐單元或前一循環(huán)冷卻單元，如第1種超臨界循環(huán)；5、氣態(tài)介質(zhì)膨脹做功后仍是氣體，過熱度較高，但根據(jù)流程需要設(shè)計(jì)好膨脹終溫，盡量減小壓縮功。用壓縮單元加壓后根據(jù)需要用空氣或循環(huán)冷卻水(含鹽水)或另一介質(zhì) 降溫到設(shè)計(jì)值，還可以對(duì)在壓縮的氣在壓縮單元做中間冷卻，壓縮終了進(jìn)入熱流鍋爐單元 或前一循環(huán)的冷卻單元，如第1種和第2種超臨界循環(huán)。壓縮和冷卻級(jí)數(shù)和次數(shù)，無論是亞臨界、跨臨界還是超臨界，都根據(jù)介質(zhì)特性可設(shè) 計(jì)成一級(jí)或多級(jí)壓縮，一次或多次壓縮，無冷卻或一級(jí)(次)冷卻或多級(jí)(次)冷卻。為補(bǔ)充泄漏損失，設(shè)第一循環(huán)和第二循環(huán)介質(zhì)補(bǔ)充口和補(bǔ)充單元。補(bǔ)充口的位置， 當(dāng)采用液態(tài)介質(zhì)補(bǔ)充時(shí)以設(shè)在二級(jí)加壓泵單元之前或蒸發(fā)單元之前為佳。當(dāng)采用氣態(tài)介質(zhì) 補(bǔ)充時(shí)根據(jù)補(bǔ)充介質(zhì)的壓力、膨脹機(jī)進(jìn)氣前的壓力設(shè)在適宜補(bǔ)充、不浪費(fèi)補(bǔ)充介質(zhì)的能量 又取得最大發(fā)電能力或出力處。由于低沸點(diǎn)介質(zhì)的循環(huán)是在低溫下運(yùn)行，需要保溫保冷，使循環(huán)在接近絕熱循環(huán) 或就是絕熱循環(huán)。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員，在此基礎(chǔ)上，還可以做出多種變更和改進(jìn)方案，而不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)的工作單元包括熱流鍋爐單元、膨脹做功單元、加壓或壓縮單元、發(fā)電單元，所述的熱流鍋爐單元包括熱流鍋爐，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)在所述工作單元中經(jīng)過，并進(jìn)行工作循環(huán)；所述的熱流鍋爐使用低品位熱流體的熱量做為熱源，所述的低品位熱流體經(jīng)過所述熱流鍋爐的熱流體側(cè)，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)流經(jīng)所述熱流鍋爐的冷流體側(cè)時(shí)吸收所述低品位熱流的熱量，然后進(jìn)入膨脹做功單元，把熱能和壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)所述的膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)再經(jīng)加壓?jiǎn)卧訅夯驂嚎s單元壓縮流回所述的熱流鍋爐單元進(jìn)行工作循環(huán)，所述的膨脹做功單元設(shè)有輸出軸連接于所述的發(fā)電單元。
2.如權(quán)利要求1所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述的膨脹做功單元和 加壓或壓縮單元之間，還設(shè)有冷卻單元把做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)冷卻冷凝； 或設(shè)有壓縮單元把做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮成液體；或設(shè)有壓縮單元及冷卻單元對(duì)做完功的低沸點(diǎn)介質(zhì)壓縮再冷卻使冷凝成液體。
3.如權(quán)利要求1所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的低品位熱流溫度為 40°C 至 200 °Co
4.如權(quán)利要求1所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在熱流 鍋爐中吸熱汽化，沸點(diǎn)在攝氏零上30°C至160°C之間；在冷卻單元液化，液化溫度高于常溫 或是低于常溫但高于冷卻單元所用冷卻介質(zhì)的溫度。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的低沸 點(diǎn)介質(zhì)是下述物質(zhì)或混合物之一二甲醚或二甲醚與其溶劑的混合物； 氯乙烯R134a、R410A、R404A等制冷劑系列；HFC類、CFC類、HCFC類人工合成氣體系列；二氧化碳?xì)饣蚨趸技捌湮談┑幕旌衔?；氮?dú)?、空氣、氦氣、氬氣、氫氣、氨、氨的水溶液；醇類及醇的水溶液；烷類及其與其他物質(zhì)的化合物；烯類及烯類與其他物質(zhì)的化合物；芳香烴類如苯類或芳香烴如苯類與其他物質(zhì)的化合物；醚類等碳?xì)溲趸衔?；碳?xì)渖袒衔铮細(xì)溲跎袒衔铩?br> 6.如權(quán)利要求5所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的工作循環(huán)為發(fā)電循 環(huán)，所述的發(fā)電循環(huán)可以為如下五個(gè)基本發(fā)電循環(huán)之一第一基本發(fā)電循環(huán)，是采取亞臨界、跨臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹做功 單元、發(fā)電單元、冷卻單元、加壓泵單元；還可設(shè)有壓縮單元；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過 程中的物態(tài)是氣態(tài)和液態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入所述熱流鍋爐單元后，與低 品位熱流進(jìn)行熱交換并吸收低品位熱流的熱量，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，之后進(jìn)入所述膨脹做 功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由所述的膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述的發(fā)電單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做 功后降壓降溫再經(jīng)冷卻變?yōu)橐簯B(tài)，也可以經(jīng)壓縮變?yōu)橐簯B(tài)或壓縮后再冷卻變?yōu)橐簯B(tài)，再經(jīng) 過所述加壓泵單元加壓到高壓后再流回所述熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；第二基本發(fā)電循環(huán)，是采用亞臨界、跨臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹做功 單元、發(fā)電單元、氣液分離單元、壓縮單元、冷卻單元、加壓泵單元；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在工 作過程中的物態(tài)是氣態(tài)和液態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入所述熱流鍋爐單元后， 與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，之后進(jìn)入膨脹做功 單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā) 電單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后降壓降溫變 為氣液兩相流進(jìn)入氣液分離單元，所述分離單元分離出的氣態(tài)介質(zhì)經(jīng)壓縮單元壓縮轉(zhuǎn)化為 液態(tài)并提高壓力，或壓縮及在冷卻單元被冷卻冷凝轉(zhuǎn)化為液態(tài)并提高壓力，分離出的液體 經(jīng)一級(jí)加壓泵單元加壓后與壓縮單元出口的液態(tài)介質(zhì)匯合，再經(jīng)過二級(jí)加壓泵單元加壓到 高壓流回所述的熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；根據(jù)不同介質(zhì)的特性和流程設(shè)計(jì)需要，也可不設(shè) 氣液分離單元，用壓縮單元把兩相流壓縮成液態(tài)或用壓縮單元壓縮后再用冷卻單元冷卻使 成液態(tài)，再用泵二次加壓使流回所述熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；第三種基本發(fā)電循環(huán)，是采用再熱的亞臨界、跨臨界發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、第 一膨脹做功單元、第一發(fā)電單元、再熱單元、第二膨脹單元、第二發(fā)電單元、冷卻單元或壓縮 單元和冷卻單元、加壓泵單元；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程中的物態(tài)是氣態(tài)和液態(tài)的相 互轉(zhuǎn)化，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入所述熱流鍋爐單元后，與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品 位熱流的熱量，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的 運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī)械能 轉(zhuǎn)化為電能；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后降壓降溫進(jìn)行再熱即二次吸熱升溫，二次膨脹 做功，甚至第二次再熱即第三次吸熱第三次膨脹做功.做功后壓力溫度降低到設(shè)計(jì)值，可 到三相點(diǎn)附近或二相點(diǎn)附近用冷卻單元冷卻冷凝或用壓縮單元壓縮液化或用壓縮單元壓 縮再用冷卻單元冷卻使成液體，再用加壓泵單元二次加壓到高壓甚至超臨界壓力進(jìn)熱流鍋 爐吸熱開始第二次循環(huán)；第四基本發(fā)電循環(huán)，是采取超臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹做功單元、發(fā) 電單元、壓縮單元，還可設(shè)有冷卻單元；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程中的物態(tài)是全程氣 態(tài)，所述的高壓低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入熱流鍋爐單元后，與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱 流的熱量，氣溫升高體積膨脹，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng) 部件運(yùn)動(dòng)，由所述膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述發(fā)電單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將熱能經(jīng)機(jī) 械能轉(zhuǎn)化為電能；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后為氣態(tài)，但溫度和壓力降低，經(jīng)壓縮單元壓 縮到高壓再次流回所述的熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；在所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)再次進(jìn)入熱流鍋 爐前，可設(shè)有冷卻單元，利用外部冷源對(duì)所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)降溫；第五基本發(fā)電循環(huán)，是超臨界的發(fā)電循環(huán)，包括熱流鍋爐單元、膨脹做功單元、發(fā)電單 元、壓縮單元、自換熱單元；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在工作過程中的物態(tài)是全程氣態(tài)，所述的高 壓低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)入熱流鍋爐單元后，與低品位熱流進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量，氣 溫升高體積膨脹，之后進(jìn)入膨脹做功單元減壓膨脹推動(dòng)膨脹做功單元的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，由 所述的膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述發(fā)電單元發(fā)電，將熱能經(jīng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)膨脹做功后降壓降溫為氣態(tài)，但溫度和壓力降低，進(jìn)入壓縮單元，所 述的低沸點(diǎn)介質(zhì)經(jīng)壓縮后利用自換熱單元實(shí)現(xiàn)與流出所述的熱流鍋爐的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)行 換熱，從而降低本身的溫度再流回所述的熱流鍋爐單元，進(jìn)行循環(huán)；在所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)再 次進(jìn)入熱流鍋爐前，還可設(shè)有冷卻單元，利用外部冷源對(duì)所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)降溫。
7.如權(quán)利要求6所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的五種基本發(fā)電循環(huán)中，還包括供冷單元，分別構(gòu)成五種發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)，即 第一、第二、第三、第四和第五種基本發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的五種基本發(fā)電 循環(huán)和五種基本發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)中，分別包括介質(zhì)補(bǔ)充單元，也可以分別包括泄漏介 質(zhì)收集單元；所述的第一、第二、第三基本發(fā)電循環(huán)和第一、第二、第三基本發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)中， 所述的加壓泵單元可以是一級(jí)加壓泵或二級(jí)加壓泵單元；所述的基本發(fā)電循環(huán)和基本發(fā)電-制冷聯(lián)合循環(huán)中，所述的膨脹單元可以是一級(jí)膨脹 或多級(jí)膨脹、一次膨脹或多次膨脹單元；所述的基本發(fā)電循環(huán)和基本發(fā)電_制冷聯(lián)合循環(huán)中，所述的壓縮單元可以是一級(jí)壓縮 或多級(jí)壓縮、一次壓縮或多次壓縮單元；所述的五種基本發(fā)電循環(huán)和發(fā)電制冷循環(huán)中的單元，是指所述單元包括本體設(shè)備及其 附屬設(shè)備、部件、元件、連接以及儀表和控制之全部。
9.如權(quán)利要求6或7所述的低品位熱流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的低品位熱流發(fā) 電系統(tǒng)包括兩個(gè)或兩個(gè)上的循環(huán)，所述的循環(huán)可以是所述的五種基本發(fā)電循環(huán)和五種基本 發(fā)電制冷循環(huán)中的任意兩個(gè)或多個(gè)的組合；通過在前一循環(huán)的膨脹做功單元之后的冷卻單 元或增加冷卻單元實(shí)現(xiàn)與后一個(gè)循環(huán)的連接，在所述的冷卻單元中前一循環(huán)的低沸點(diǎn)介質(zhì) 與后一個(gè)循環(huán)中的低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)行熱交換。
10.一種低品位熱流發(fā)電方法，其特征在于包括如下步驟首先，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)，使其與低品位熱流在熱流鍋爐內(nèi)進(jìn)行熱交換吸收低品位熱流的熱量，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)溫度升高，在采取亞臨界跨臨界循環(huán)時(shí)由液 態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)體積膨脹，采取超臨界循環(huán)時(shí)保持氣態(tài)但溫度升高體積膨脹；其次，把所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在膨脹單元進(jìn)行減壓膨脹，把壓力能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能再轉(zhuǎn)化成 機(jī)械能；第三，把低沸點(diǎn)介質(zhì)降溫或液化，液化方法有冷卻降溫液化、壓縮液化、壓縮并且冷卻 降溫液化；第四，對(duì)低沸點(diǎn)介質(zhì)加壓或壓縮使流回?zé)崃麇仩t；上述步驟形成循環(huán)；第五，將膨脹做功單元產(chǎn)生的機(jī)械能輸出轉(zhuǎn)化為電能；在第二步之后，可采取再熱和二次膨脹或多次再熱多次膨脹提高吸熱量和做功量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低品位熱流發(fā)電方法，其特征在于還包括制冷步驟，所述 的制冷步驟可以設(shè)置在所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)與低品位熱流發(fā)生熱交換步驟后的低沸點(diǎn)介質(zhì) 工作回路中，也可以設(shè)置在所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)經(jīng)過減壓膨脹后再次與低品位熱流進(jìn)行熱交 換的步驟之前，還可設(shè)置在熱流鍋爐的熱流出口。
12.如權(quán)利要求10或11所述的低品位熱流發(fā)電方法，其特征在于所述的低沸點(diǎn)介質(zhì)在熱流鍋爐正常工作工況下的沸點(diǎn)是攝氏零上30°C至160°C，在冷 凝器中的液化溫度高于常溫或是低于常溫但高于所用冷卻介質(zhì)的溫度。
13.如權(quán)利要求10或11所述的低品位熱流發(fā)電方法，其特征在于所述的低沸點(diǎn)介質(zhì) 是如下述物質(zhì)之一或其任意組合二甲醚或二甲醚及其溶濟(jì)的混合物； 氯乙烯；R134a、R410A等制冷劑系列； HFC類人工合成氣體系列； 醚類等碳?xì)溲趸衔铮欢趸細(xì)饣蚨趸技捌湮談┑幕旌衔?；氮?dú)狻⒖諝?、氦氣、氬氣、氫氣、氨、氨的水溶液、醇類及醇的水溶液；烷類及其與其他物質(zhì)的化合物；烯類及其與其他物質(zhì)的化合物；炔類及其與其他物質(zhì)的化合物；苯類及其與其他物質(zhì)的化合物；碳?xì)渖袒衔?，碳?xì)溲跎袒衔铩?br> 14.一種低品位熱流原動(dòng)機(jī)，其特征在于所述原動(dòng)機(jī)的工作單元包括熱流鍋爐單元、 膨脹做功單元，液化單元，加壓?jiǎn)卧?；所述的熱流鍋爐單元包括熱流鍋爐，所述的熱流鍋爐 用低品位熱流做熱源無需燃料提供熱量，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)在所述工作單元中經(jīng)過，并進(jìn)行 工作循環(huán)；所述的低品位熱流經(jīng)過所述熱流鍋爐的熱流體側(cè)，所述的具有一定壓力的低溫低沸 點(diǎn)介質(zhì)流經(jīng)所述熱流鍋爐的冷流體側(cè)時(shí)吸收所述低品位熱流的熱量，然后進(jìn)入膨脹做功單 元把壓力能和熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能推動(dòng)所述的膨脹做功單元運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，所述的低沸點(diǎn)介質(zhì) 膨脹后被液化單元液化成液體，液化方法有冷卻降溫液化、壓縮液化、壓縮并且冷卻降溫液 化；液化后再經(jīng)加壓?jiǎn)卧訅汉罅骰厮龅臒崃麇仩t單元形成工作循環(huán)，所述的膨脹做功 單元設(shè)有動(dòng)力輸出軸。
15.如權(quán)利要求14所述的低品位熱流原動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的動(dòng)力輸出軸連接于 傳動(dòng)單元。
16.如權(quán)利要求15所述的低品位熱流原動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的傳動(dòng)單元與工作機(jī) 單元相連接，成為低品位熱流原動(dòng)機(jī)工作機(jī)組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低品位熱流原動(dòng)機(jī)、發(fā)電系統(tǒng)及其方法，原動(dòng)機(jī)的工作單元包括熱流鍋爐單元、膨脹做功單元，液化單元，加壓?jiǎn)卧?；所述的熱流鍋爐單元包括熱流鍋爐，所述的熱流鍋爐用低品位熱流做熱源無需燃料提供熱量，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)在所述工作單元中經(jīng)過，并進(jìn)行工作循環(huán)，膨脹做功單元設(shè)有動(dòng)力輸出軸，輸出軸帶動(dòng)發(fā)電單元構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)，也可帶動(dòng)工作機(jī)組，本發(fā)明提供的技術(shù)方案適用于熱源溫度范圍40～200℃，壓力范圍從正壓到負(fù)壓。因此可以充分回收和利用被廢棄的熱能，提高熱源利用效率，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)F01K27/00GK101988397SQ20101024572
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者王世英, 王恩岐 申請(qǐng)人:王世英