联动耦合变易回热循环方法技术

本发明专利技术公开了一种变易联动耦合回热循环方法，由热源（１４）、膨胀做功装置（１３）、增压循环装置（１６）、与热耦合中间体经管件连接组成循环系统，增压循环装置（１６）的输出端至膨胀做功装置（１３）输入端连通的部分为系统的高压区域、由膨胀做功装置（１３）输出端至增压循环装置（１６）输入端连通的部分为系统的低压区域，用热耦合中间体对系统的高压区域和低压区域进行耦合连结，使系统成为由增压循环装置（１６）依次经热耦合中间体、热源（１４）、膨胀做功装置（１３）、热耦合中间体、至增压循环装置（１６）连通的变易循环结构。本发明专利技术解决了系统的有序耦合、联动循环、回热反馈、多级做功问题，具有整体运行机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属热电
与热工机械领域，具体来说涉及一种联动耦合 变易回热循环方法。
技术介绍
18世纪下半叶瓦特专利技术的蒸汽机成为工业文明诞生的标志。初期的蒸 汽机效率低下，有效热利用率仅为3-8%。 19世纪20年代，探索热机最大 效率的卡诺循环定理应运而生。卡诺通过建立一个理想的循环摸型指出 所有工作在同温热源与同温冷源之间的热^L,以可逆热^L的效率为最大。 卡诺循环在一个较长的时期为提高热机的效率指出了方向，为经典热力学 奠定了基础，因而成为工业文明成熟的标志。卡诺循环虽然具有重要的理 论价值，但这种用理想气体经过两个等温过程和两个绝热过程按理想的方 式、即在准静态条件下进行循环的方式显然是不能实现的。个体只能存在 于整体之中，理想的孤立循环系统，虽然有利于定量化分析、有利于批量 化生产，但这种采用单一介质在一个封闭的单环中进行孤立循环的模式， 并不是人类认识自然整体存在方式的合适工具。现有热动力机械及热电厂，系统的工质循环， 一般采用朗肯循环方式。 与工业文明初期的大气机、瓦特的蒸汽机比较，朗肯循环系统具有较高的 机械效率，成为了热机和热电生产领域影响深远的技术模式。朗肯循环和 热力学领域具有重要影响的卡诺循环方式的共同之处是采用单一介质两 极对抗、在一个封闭的单环中进行孤立循环。其技术上的不足之处在于 (1)不能揭示物体与物体之间、物体的不同部分之间状态交流方式的多样 性即能量耦合传递方式的多样性。由于历史的原因和思维惯性，这种单一 介质两极对抗、在一个封闭的单环中进行孤立循环的模式，被当作了一般 模式，并发展成了宇宙的能量平衡模式。因而使人们忽视了物质存在方 式的多样性、物体之间、物体不同部分之间多样化的状态耦合，是宇宙能 量整体守恒的实现条件，是宇宙整体生生不息永恒运动的基本方式这一重 要研究方向。(2)这种把单一介质两极对抗、在一个封闭的单环中进行孤 立循环的模式当作一般能量平衡模式，用特殊代替一般、用模型代替整体、 用等一化代替多样化，用一种^J支术方式代替整体哲学的认识方法，既是以 批量化生产为目的的工业文明成熟的标志，也是工业文明按个体方式、无 序耦合方式、两极对抗方式发展的标志。这种认识方法，阻碍了对真实整 体的运行机制、能量反馈方式、能量整体守恒方式的研究，成了人类认识发展的桎梏。(3)在这种单一介质两极对抗、封闭的孤立循环系统中，热 源就是热源、冷源就是冷源，只有热量从一极到另一极的直线传递而无热 量的反馈。这种单一介质两极对抗、 一次性用热的孤立循环系统，实际上 是热无序耦合量最大、即热发散损失最大的用热系统，因而是能耗最高的 系统。(4)纯凝气式朗肯循环的热电转变效率约为23%左右、冷源损失(按 现有方法计算)约60%左右，膨胀做功后的大量热能成为无效热进入冷却系 统，需耗用大量的冷却水对乏气进行冷却，大量热能以无序耦合的方式进 入大气，因而造成了极大的环境污染、能源和水资源的巨大浪费。(5)现 有热电生产工艺，采用多级抽气反馈回热方式对纯凝气式朗肯循环方式进 行改造，通过多级抽气回热可使系统效率提18%左右。其技术上的不足之处 在于①采用了短路式的抽气方式，其系统效率的提高是以降低部分工质 的膨胀做功能力为代价实现的；②这种在单一介质两极对抗、封闭的孤立 循环系统中釆用的短路式的抽气方式，具有结构性的效率极限和回热极限， 当超过这个极限时，系统的效率迅速下降，抽气率为100%时系统的效率为 零。③采用了工质水从气相到液相一次性的凝结放热方式。由于汽化潜热 在工质水中占热量的主要构成部分，工质水的相变温度与抽气压力成正比， 因而采用一次性的凝结放热方式提高给水温度，只能通过逐级提高抽气压 力的方式实现。这种逐级提高抽气压力加热给水的短路回热方式a、必然 导致工质损失部分做功能力，从而使系统内耗增加；b、使系统的流程结构 变得十分复杂，既增加了系统的一次性投资又不便于运行过程中的管理和 维护。c、仍有40%~45%的热量(按现有方法计算)需通过冷却系统排放。 (6)工质由输入膨胀做功装置，至膨胀做功后输出的过程，是近似的绝热 过程。除装置壳体散热损失外，其余95%以上的热量(多级抽气反馈回热系 统75°/。左右的热量)全部进入冷源。采用单一介质两极对抗、在一个封闭的 单环中进行孤立循环的方式，只能将这部分进入冷源的热能以无序耦合的 方式排入大气，从而造成了能源的极大浪费、成为环境巨大的污染源。是 至今为止工业文明以孤立系统、无序耗散、对抗方式发展重要的技术原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供一种解决了系统的有序耦合、 联动循环、回热反馈、多级做功问题，具有整体运行机制的联动耦合变易 循环回热方法。本专利技术的变易联动耦合回热循环方法，由热源、膨胀做功装置、增压 循环装置、与热耦合中间体经管件连接组成循环系统，增压循环装置的输 出端至膨胀做功装置输入端连通的部分为系统的高压区域、由膨月长做功装 置输出端至增压循环装置输入端连通的部分为系统的低压区域，用热耦合 中间体对系统的高压区域和低压区域进行耦合连结，使系统成为由增压循 环装置依次经热耦合中间体、热源、膨胀做功装置、热耦合中间体、至增压循环装置连通的变易循环结构。上述的变易联动耦合回热循环方法，其中热耦合中间体结构为 用按高温、中温、低温分段方式设置换热面的换热装置作耦合器，耦 合器高温段壳体上端设有与壳层连通的低压工质输入管座、低温段壳体下端设有与壳层连通的低压工质输出管座，耦合器高温段顶端设有与管层连 通的高压工质输出管座、低温段底端设有与管层连通的高压工质输入管座，用顶端、底端、和中部设有管座的罐体作工质分流器，上部设有一次 凝结液管座、二次凝结液管座、补给液管座、下部设有输出管座、排污管 座的罐体作工质平衡集合罐，用与冷却系统连接的凝汽器作冷源、流量调 节阀、疏液器、及接管作结构要素；将耦合器的低压工质输出管座与工质 分流器中部管座连接，工质分流器底端的管座与疏液器输入端连接，疏液 器输出端与工质平衡集合罐上部的一次凝结液管座连接，工质平衡集合罐 上部的二次凝结液管座与冷源连接，工质分流器顶部管座与冷源之间设有 流量调节阀，组成具有由耦合器低压工质输入管座4禹合器壳层"^禹合器低 压工质输出管座经工质分流器、疏液器、至工质平衡集^下部输出管座 连通的低压工质流程结构，由耦合器高压工质输入管座"^合器管层-耦合 器高压工质输出管座连通的高压工质流程结构，具有由工质分流器经流量 调节阀、冷源、至工质平衡集*连通的乏气冷却流程结构的联动耦合装 置；联动耦合装置的高压工质输出管座与热源的输入端连接、联动耦合装 置的低压工质输入管座与膨胀做功装置输出端连接、联动耦合装置的低压工质输出管座与增压循环装置的输入端连接、联动耦合装置的高压工质输 入管座与增压循环装置的输出端连接、热源的输出端与膨胀做功装置输入 端连接，组成由增压循环装置输出端依次经联动耦合装置、热源、膨胀做 功装置、联动耦合装置、至增压循环装置输入端连通的变易循环结构，系 统的高压区域和低压区域进行耦合连结只使用联动耦合装置一套联动耦合 装置作热耦合中间体；工质在变易循环结构中经五个耦合过程进行循环，五个耦合过程是① 增压耦合过程a、用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变易联动耦合回热循环方法，其特征在于：由热源（１４）、膨胀做功装置（１３）、增压循环装置（１６）、与热耦合中间体经管件连接组成循环系统，增压循环装置（１６）的输出端至膨胀做功装置（１３）输入端连通的部分为系统的高压区域、膨胀做功装置（１３）输出端至增压循环装置（１６）输入端连通的部分为系统的低压区域，用热耦合中间体对系统的高压区域和低压区域进行耦合连结，使系统成为由增压循环装置（１６）依次经热耦合中间体、热源（１４）、膨胀做功装置（１３）、热耦合中间体、至增压循环装置（１６）连通的变易循环结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：保廷荣，
申请(专利权)人：保廷荣，
类型：发明
国别省市：52[]