熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力領(lǐng)域，公開(kāi)了一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室、煙氣直混傳熱液體加熱器和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器，所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室和氧化劑源連通，所述內(nèi)燃燃燒室和燃料源連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)設(shè)傳熱液體，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口和被加熱氣體工質(zhì)出口，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)設(shè)傳熱液體，所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通。本發(fā)明傳熱效率高，溫差小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力領(lǐng)域，特別是一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]在至今為止的熱動(dòng)力循環(huán)中，按加熱方式分，只有兩類(lèi)循環(huán)，即內(nèi)燃加熱循環(huán)和外燃加熱循環(huán)，外燃加熱循環(huán)由于材料等限制，其工質(zhì)的溫度和加熱速率嚴(yán)重受限，所以往往會(huì)造成功率密度低、設(shè)備笨重等情況，而內(nèi)燃加熱循環(huán)中，燃燒產(chǎn)物均作為循環(huán)工質(zhì)參與做功過(guò)程，而燃燒產(chǎn)物多數(shù)為水或二氧化碳或水和二氧化碳以及氮(來(lái)自于空氣)的混合物，這種工質(zhì)的絕熱指數(shù)小，因此，在需要一定溫比的前提下，壓比必須很大，這就對(duì)機(jī)構(gòu)提出了難以實(shí)現(xiàn)的要求。因此，需要發(fā)明一種新型的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
方案1:一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室、煙氣直混傳熱液體加熱器和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器，所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室和氧化劑源連通，所述內(nèi)燃燃燒室和燃料源連通，在所述內(nèi)燃燃燒室處設(shè)內(nèi)燃填料式回?zé)崞?，所述?nèi)燃燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞鞯幕責(zé)彷d體傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器上的排氣口排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口和被加熱氣體工質(zhì)出口，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口和所述被加熱氣體工質(zhì)出口之間設(shè)氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?，所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)設(shè)傳熱液體；在所述被加熱氣體工質(zhì)入口處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥，和/或在所述被加熱氣體工質(zhì)出口處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥，和/或在所述排氣口處設(shè)排氣壓力控制閥，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室和所述氧化劑源之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥，和/或在 所述內(nèi)燃燃燒室和所述燃料源之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥；所述工質(zhì)壓力控制閥、所述排氣壓力控制閥、所述氧化劑壓力控制閥和所述燃料壓力控制閥中至少一個(gè)受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞?、所述傳熱液體和所述氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞鱾鬟f給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0004]方案2:—種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器,包括內(nèi)燃燃燒室、煙氣直混傳熱液體加熱器和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器，所述內(nèi)燃燃燒室與至少一根內(nèi)燃加熱管的一端連通，所有所述內(nèi)燃加熱管的另一端與所述煙氣直混傳熱液體加熱器連通，所述內(nèi)燃燃燒室和氧化劑源連通，所述內(nèi)燃燃燒室和燃料源連通，所述內(nèi)燃燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述內(nèi)燃加熱管傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器上的排氣口排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口和被加熱氣體工質(zhì)出口 ；所述被加熱氣體工質(zhì)入口與至少一個(gè)氣體工質(zhì)加熱管的一端連通，所有所述氣體工質(zhì)加熱管的另一端與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通，或所述被加熱氣體工質(zhì)出口與至少一個(gè)氣體工質(zhì)加熱管的一端連通，所有所述氣體工質(zhì)加熱管的另一端與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通；所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)設(shè)傳熱液體；在所述被加熱氣體工質(zhì)入口處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥，和/或在被加熱氣體工質(zhì)出口處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥，和/或在所述排氣口處設(shè)排氣壓力控制閥，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室和所述氧化劑源之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室和所述燃料源之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥；所述工質(zhì)壓力控制閥、所述排氣壓力控制閥、所述氧化劑壓力控制閥和所述燃料壓力控制閥中至少一個(gè)受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃加熱管、所述傳熱液體和所述氣體工質(zhì)加熱管傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0005]方案3:—種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器,包括內(nèi)燃燃燒室、煙氣直混傳熱液體加熱器和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器，所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室和氧化劑源連通，所述內(nèi)燃燃燒室和燃料源連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)分別設(shè)傳熱液體，所述內(nèi)燃燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)的所述傳熱液體傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器上的排氣口排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口和被加熱氣體工質(zhì)出口，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口和所述被加熱氣體工質(zhì)出口之間設(shè)氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?；在所述被加熱氣體工質(zhì)入口處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥，和/或在所述被加熱氣體工質(zhì)出口處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥，和/或在所述排氣口處設(shè)排氣壓力控制閥，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室和所述氧化劑源之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室和所述燃料源之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥；所述工質(zhì)壓力控制閥、所述排氣壓力控制閥、所述氧化劑壓力控制閥和所述燃料壓力控制閥中至少一個(gè)受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室放出的熱量經(jīng)所述傳熱液體和所述氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞鱾鬟f給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0006]方案4: 一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器,包括內(nèi)燃燃燒室、煙氣直混傳熱液體加熱器和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器，所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室和氧化劑源連通，所述內(nèi)燃燃燒室和燃料源連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器重力循環(huán)式連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)分別設(shè)傳熱液體，所述內(nèi)燃燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)的所述傳熱液體傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器上的排氣口排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口和被加熱氣體工質(zhì)出口，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口和所述被加熱氣體工質(zhì)出口之間設(shè)氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?，所述傳熱液體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)被加熱后流入所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)并驅(qū)動(dòng)所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?，所述傳熱液體在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)將熱量傳給氣體工質(zhì)降溫后流回所述煙氣直混傳熱液體加熱器，所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞鲗崃總鹘o所述氣體工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室放出的熱量經(jīng)所述傳熱液體和所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞鱾鬟f給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0007]方案5:—種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器,包括內(nèi)燃燃燒室、煙氣直混傳熱液體加熱器、液氣直混氣體工質(zhì)加熱器，所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室和氧化劑源連通，所述內(nèi)燃燃燒室和燃料源連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)設(shè)傳熱液體，所述內(nèi)燃燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述傳熱液體傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器上的排氣口排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口和被加熱氣體工質(zhì)出口，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)設(shè)傳熱液體，所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器連通，所述傳熱液體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間循環(huán)流動(dòng)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)所述傳熱液體直接對(duì)由所述被加熱氣體工質(zhì)入口進(jìn)入的氣體工質(zhì)傳熱，被加熱的所述氣體工質(zhì)由所述被加熱氣體工質(zhì)出口導(dǎo)出。
[0008]方案6:在方案I至方案5中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述氧化劑源內(nèi)的氧化劑設(shè)為液氧、高壓氧氣、高壓空氣或設(shè)為雙氧水。
[0009]方案7:在方案I至方案6中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述燃料源內(nèi)的燃料設(shè)為汽油、柴油、煤油、天然氣、液化氣、煤層氣、甲烷、乙烷、甲醇、乙醇或設(shè)為氫氣。
[0010]方案8:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述傳熱液體設(shè)為熔鹽或設(shè)為高溫熔鹽。
[0011]方案9:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述傳熱液體設(shè)為高沸點(diǎn)金屬單質(zhì)。
[0012]方案10:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述傳熱液體設(shè)為高沸點(diǎn)非金屬單質(zhì)。
[0013]方案11:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述傳熱液體設(shè)為高沸點(diǎn)堿。
[0014]方案12:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述傳熱液體設(shè)為高沸點(diǎn)酸。
[0015]方案13:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述氣體工質(zhì)設(shè)為氮?dú)?、二氧化碳、氫氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或設(shè)為氙氣。
[0016]方案14:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述氣體工質(zhì)設(shè)為氦氣、氖氣、気氣、氪氣、氣氣、氫氣、氮?dú)夂涂諝庵械膬煞N或三種以上物質(zhì)的混合物。
[0017]方案15:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣口與做功機(jī)構(gòu)連通。
[0018]方案16:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間的連通通道上設(shè)傳熱液體循環(huán)泵。
[0019]本發(fā)明的原理如下:
所述氧化劑源內(nèi)的氧化劑和所述燃料源內(nèi)的燃料分別或混合后進(jìn)入所述內(nèi)燃燃燒室，在所述內(nèi)燃燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，形成高溫氣體，此高溫氣體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器內(nèi)直接對(duì)所述傳熱液體傳熱(所謂直接對(duì)所述傳熱液體傳熱是指所述高溫氣體與所述傳熱液體直接接觸或混合(包括輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流和混合傳熱))，這樣，不僅傳熱速率快，而且，溫差損失小，在傳熱過(guò)程中，所述傳熱液體被加熱，被加熱的所述傳熱液體經(jīng)所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間的連通通道循環(huán)至所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)所述傳熱液體直接對(duì)所述氣體工質(zhì)傳熱，使所述氣體工質(zhì)被加熱，這個(gè)加熱過(guò)程仍然是傳熱速率快，溫差損失小的過(guò)程。通過(guò)這樣一個(gè)由燃燒產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述傳熱液體傳熱，所述傳熱液體直接對(duì)所述氣體工質(zhì)傳熱的過(guò)程，不僅實(shí)現(xiàn)了快速高效地將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量傳給工質(zhì)的過(guò)程，而且，還規(guī)避了燃燒產(chǎn)物參與熱力循環(huán)這一傳統(tǒng)內(nèi)燃形式，其優(yōu)點(diǎn)是既利用了內(nèi)燃加熱的快速傳熱溫差損失小的優(yōu)點(diǎn)，又利用了外燃循環(huán)可以靈活選擇工質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]本發(fā)明中，所謂的“傳熱液體”是指在常溫下是固體或液體，但在工作條件下是液體的物質(zhì)，其實(shí)質(zhì)是液體熱載體，可以是金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)、有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物、鹽類(lèi)、酸、堿或氧化物等一切在工作條件的最低溫度下是液體狀態(tài)，在工作條件的最高溫度下其蒸汽分壓小于0.1MPa的物質(zhì)。
[0021]本發(fā)明中，所謂的“高沸點(diǎn)”是指物質(zhì)的沸點(diǎn)應(yīng)滿足該物質(zhì)在工作條件下的最高溫度下是液體狀態(tài)且其蒸汽分壓小于0.1MPa的條件。
[0022]本發(fā)明中，所謂的“高溫熔鹽”是指工作條件下的最高溫度下是液體狀態(tài)且其蒸汽分壓小于0.1MPa的熔鹽。
[0023]本發(fā)明中，在具體選擇所述傳熱液體時(shí)，應(yīng)綜合考慮所述傳熱液體的導(dǎo)熱系數(shù)、流動(dòng)性、化學(xué)穩(wěn)定性、安全性及腐蝕性等性質(zhì)而決定。
[0024]本發(fā)明中，在具體選擇所述傳熱液體時(shí)，應(yīng)根據(jù)熱力循環(huán)過(guò)程的壓力及溫度等因素選擇熔點(diǎn)和沸點(diǎn)適合的物質(zhì)。
[0025]本發(fā)明中,在有選擇的前提下，選擇所述傳熱液體熔點(diǎn)越低，沸點(diǎn)越高的物質(zhì)越為適宜。
[0026]本發(fā)明中，所述煙氣直混傳熱液體加熱器中的傳熱液體可以選擇熔點(diǎn)高于100 0C > 105 0C >110 0C >115 °C >120 °C >125 °C >130 °C >135 °C >140 °C >145 °C >150 °C >155 °C、160°C、165°C、170°C、175°C、180°C、185°C、190°C、195°C或選擇熔點(diǎn)高于 200 V 的物質(zhì)。
[0027]本發(fā)明中，所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器中的傳熱液體可以選擇熔點(diǎn)高于100 0C > 105 0C >110 0C >115 °C >120 °C >125 °C >130 °C >135 °C >140 °C >145 °C >150 °C >155 °C、160°C、165°C、170°C、175°C、180°C、185°C、190°C、195°C或選擇熔點(diǎn)高于 200 V 的物質(zhì)。
[0028]本發(fā)明中，所述傳熱液體的沸點(diǎn)應(yīng)盡可能高，以防止所述傳熱液體與氣體工質(zhì)混合，原則上講，在條件允許的情況下越高越好。
[0029]本發(fā)明中，應(yīng)盡可能選擇熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高的所述傳熱液體，例如，汞、銫、銣、鈉、鈁、鎵、鉀、低熔點(diǎn)高沸點(diǎn)合金以及低沸點(diǎn)高熔點(diǎn)化合物(例如，濃硫酸、油酸等)。
[0030]本發(fā)明中，所述傳熱液體可選擇性地選擇:磷、砹、砷、硫、硒、燒堿、碲、汞、銫、銣、鈉、鋰、針、I它、鉛、鋪、镎、招、鋇、鐿、?丐、鑭、訪、鎵、鉀、銦、錫、秘、鎘、鋅、鎂、鐠、銀或選擇镅等。
[0031 ] 本發(fā)明中，所述傳熱液體可選擇性地選擇:氯化鐠、氯化鉀、氯化鈉、氯化銀、氯化鋇或氯化鈣等其它符合條件的熔鹽或高溫熔鹽(HTS)。
[0032]本發(fā)明中，所述傳熱液體可選擇性地選擇:硼、硫、硒、硅或碲等其它符合條件的非金屬單質(zhì)。
[0033]本發(fā)明中，所謂的“傳熱液體”在常溫下可以是液體也可以是固體，只要在工作環(huán)境下是液體即可。
[0034]本發(fā)明中，所述煙氣直混傳熱液體加熱器或所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)的所謂傳熱液體的選擇應(yīng)根據(jù)熱力循環(huán)條件而決定。通常情況下，應(yīng)選擇:在熱力循環(huán)的最高溫度條件下，不應(yīng)汽化或蒸汽分壓可以接受，而在熱力循環(huán)的最低溫度條件下，不應(yīng)發(fā)生固化的液體。
[0035]本發(fā)明中，所述傳熱液體可選擇性地選擇:鈉、鉀、汞、鋅、鎵、銫、鎘、錫、鎂、銦、鉛、鉍、硅烷、油酸、硬脂酸、鹵代烴、丙三醇或低熔點(diǎn)合金等。
[0036]本發(fā)明中，所述煙氣直混傳熱液體加熱器或所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器內(nèi)的所謂傳熱液體，可選擇性的選擇單質(zhì)或化合物。
[0037]本發(fā)明中，所述氣體工質(zhì)可選擇性地選擇:氮?dú)?、二氧化碳、氫氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或選擇氣氣等其它氣體。
[0038]本發(fā)明中，所述熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器在用于加熱經(jīng)速度型壓縮機(jī)構(gòu)，例如葉輪式壓氣機(jī)，壓縮后的氣體工質(zhì)的情況下，在選擇氣體工質(zhì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮氣體工質(zhì)的絕熱指數(shù)、分子量和熱導(dǎo)率，在有些情況下，某一種物質(zhì)的熱導(dǎo)率很高，但其分子量小，由于分子量小會(huì)影響葉輪式壓氣機(jī)的壓比，例如氦氣；另一種物質(zhì)的熱導(dǎo)率低但其分子量大，有利于提高葉輪式壓氣機(jī)的壓比，例如氪氣、氙氣，在這種情況下，我們可以選擇氦氣和氪氣、氦氣和氙氣或氦氣、氪氣和氙氣的混合物，這樣以統(tǒng)籌壓比和熱導(dǎo)率，使壓比和熱導(dǎo)率都達(dá)到可以接受的程度。
[0039]本發(fā)明中，所述氣體工質(zhì)設(shè)為氦氣、氖氣、IS氣、氪氣、氣氣、氫氣、氮?dú)夂涂諝庵械膬煞N或三種以上物質(zhì)的混合物的目的是為了統(tǒng)籌壓比、熱導(dǎo)率和絕熱指數(shù)，使壓比、絕熱指數(shù)和熱導(dǎo)率都達(dá)到可以接受的程度。
[0040]本發(fā)明中，所述氣體工質(zhì)可選擇性地選擇單質(zhì)或化合物。
[0041]本發(fā)明中，應(yīng)以互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)為原則，選擇所述傳熱液體和所述氣體工質(zhì)。
[0042]本發(fā)明中，應(yīng)以互不發(fā)生或很少發(fā)生溶解為原則，選擇所述傳熱液體和所述氣體工質(zhì)。
[0043]本發(fā)明中，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器中，由所述內(nèi)燃燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述傳熱液體傳熱。
[0044]本發(fā)明中，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器中，所述傳熱液體直接對(duì)需要加熱的氣體工質(zhì)傳熱。
[0045]本發(fā)明中，所述內(nèi)燃加熱管和所述氣體工質(zhì)加熱管都是能夠傳熱的管道，名稱(chēng)不同是為了區(qū)分而加以定義的。
[0046]本發(fā)明中，所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞骱退鰵怏w工質(zhì)填料式回?zé)崞鞫际翘盍鲜交責(zé)崞?，名稱(chēng)不同是為了區(qū)分而加以定義的。
[0047]本發(fā)明中，所謂的“填料式回?zé)崞鳌笔侵赣啥嗫坠腆w構(gòu)成的，流體在其中能夠往復(fù)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)回?zé)岬膯卧?。例如由金屬絲或金屬網(wǎng)構(gòu)成的填料式回?zé)崞鳌?br> [0048]本發(fā)明中，所謂的“氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞鳌笔侵赴ㄌ盍系挠糜诩訜釟怏w工質(zhì)的熱輪式回?zé)崞?。[0049]本發(fā)明中，所謂的“重力循環(huán)式連通”是指連通通道在重力場(chǎng)方向上具有高度差，在沒(méi)有外部動(dòng)力的條件下僅靠溫度差就能實(shí)現(xiàn)所述傳熱液體在所述煙氣直混傳熱液體加熱器和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器之間循環(huán)的連通方式。
[0050]本發(fā)明中，所述工質(zhì)壓力控制閥、所述排氣壓力控制閥、所述氧化劑壓力控制閥和所述燃料壓力控制閥都是控制閥，名稱(chēng)不同時(shí)為了區(qū)分而加以定義的。
[0051 ] 本發(fā)明中，所述氧化劑源內(nèi)的所述氧化劑是指能夠與所述燃料源內(nèi)的所述燃料發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，例如，氧、含氧混合物或過(guò)氧化氫等，具體舉例如:高壓氧氣、液氧、高壓空氣、液化空氣、過(guò)氧化氫或過(guò)氧化氫水溶液等。
[0052]本發(fā)明中，所述燃料源內(nèi)的所述燃料是指能與所述氧化劑發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，例如碳?xì)浠衔铩⑻細(xì)溲趸衔?、固體碳或氫氣等，其中，所述碳?xì)浠衔锇ㄆ汀⒉裼?、重油、煤油、航空煤油、天然氣、液化氣、煤層氣等烴類(lèi)；所述碳?xì)溲趸衔锇状?、乙醇、甲醚、乙醚等?br> [0053]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)能源與動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。
[0054]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器傳熱效率高，溫差小。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0055]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:
I內(nèi)燃燃燒室、2煙氣直混傳熱液體加熱器、3液氣直混氣體工質(zhì)加熱器、4傳熱液體、5做功機(jī)構(gòu)、6傳熱液體循環(huán)泵、7內(nèi)燃填料式回?zé)崞鳌?氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞鳌?內(nèi)燃加熱管、10氣體工質(zhì)加熱管、12氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞鳌?01氧化劑源、1011氧化劑壓力控制閥、102燃料源、1021燃料壓力控制閥、201排氣口、2011排氣壓力控制閥、301被加熱氣體工質(zhì)入口、3011工質(zhì)壓力控制閥、302被加熱氣體工質(zhì)出口。
【具體實(shí)施方式】
[0056]實(shí)施例1
如圖1所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室1、煙氣直混傳熱液體加熱器2和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3,所述內(nèi)燃燃燒室I設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室I和氧化劑源101連通，所述內(nèi)燃燃燒室I和燃料源102連通，在所述內(nèi)燃燃燒室I處設(shè)內(nèi)燃填料式回?zé)崞?，所述內(nèi)燃燃燒室I產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞?的回?zé)彷d體傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2上的排氣口 201排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口 301和被加熱氣體工質(zhì)出口 302，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301和所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302之間設(shè)氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?，所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)設(shè)傳熱液體4，在所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥3011，在所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302處設(shè)另一工質(zhì)壓力控制閥3011，在所述排氣口 201處設(shè)排氣壓力控制閥2011，在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述氧化劑源101之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥1011，在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述燃料源102之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥1021，所述工質(zhì)壓力控制閥3011、所述排氣壓力控制閥2011、所述氧化劑壓力控制閥1011和所述燃料壓力控制閥1021受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體4在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室I放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞?、所述傳熱液體4和所述氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0057]實(shí)施例2
如圖2所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室1、煙氣直混傳熱液體加熱器2和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3，所述內(nèi)燃燃燒室I與兩根內(nèi)燃加熱管9中每根所述內(nèi)燃加熱管9的一端連通，所有所述內(nèi)燃加熱管9的另一端均與所述煙氣直混傳熱液體加熱器2連通，所述內(nèi)燃燃燒室I和氧化劑源101連通，所述內(nèi)燃燃燒室I和燃料源102連通，所述內(nèi)燃燃燒室I產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述內(nèi)燃加熱管9傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2上的排氣口 201排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口 301和被加熱氣體工質(zhì)出口 302，所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301與兩根氣體工質(zhì)加熱管10中的每根所述氣體工質(zhì)加熱管10的一端連通，所有所述氣體工質(zhì)加熱管10的另一端均與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)設(shè)傳熱液體4，在所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥3011，在所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥3011，在所述排氣口 201處設(shè)排氣壓力控制閥2011，在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述氧化劑源101之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥1011，在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述燃料源102之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥1021，所述工質(zhì)壓力控制閥3011、所述排氣壓力控制閥2011、所述氧化劑壓力控制閥1011和所述燃料壓力控制閥1021受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體4在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室I放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃加熱管9、所述傳熱液體4和所述氣體工質(zhì)加熱管10傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0058]本實(shí)施例中，所述煙氣直混傳熱液體加熱器2的壁、所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3的壁和所述煙氣直混傳熱液體加熱器2與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間的連通通道的壁為承壓壁。
[0059]作為可以變換的實(shí)施方式，所述氣體工質(zhì)加熱管10還可取消不設(shè)，在不設(shè)所述氣體工質(zhì)加熱管10的結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)燃燃燒室I放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃加熱管9和所述傳熱液體4傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0060]作為可以變換的實(shí)施方式，所述內(nèi)燃燃燒室I還可與一根所述內(nèi)燃加熱管9的一端連通，或者所述內(nèi)燃燃燒室I還可與三根或三根以上所述內(nèi)燃加熱管9的一端連通；所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301可與一根所述氣體工質(zhì)加熱器10的一端連通,或者所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301與三根或三根以上所述氣體工質(zhì)加熱管10的一端連通，或者取消與所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301連通的所述氣體工質(zhì)加熱器10，而使所被加熱氣體工質(zhì)出口 302與至少一根所述氣體工質(zhì)加熱管10中每根所述氣體工質(zhì)加熱管的一端連通，所有所述氣體工質(zhì)加熱管10的另一端與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3連通。
[0061]實(shí)施例3
如圖3所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室1、煙氣直混傳熱液體加熱器2和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3,所述內(nèi)燃燃燒室I設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室I和氧化劑源101連通，所述內(nèi)燃燃燒室I和燃料源102連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)設(shè)傳熱液體4，所述內(nèi)燃燃燒室I產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)的所述傳熱液體4傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2上的排氣口 201排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口 301和被加熱氣體工質(zhì)出口 302，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301和所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302之間設(shè)氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?，在所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥3011，在所述被加熱氣體工質(zhì)出口302處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥3011，在所述排氣口 201處設(shè)排氣壓力控制閥2011，在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述氧化劑源101之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥1011，在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述燃料源102之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥1021，所述工質(zhì)壓力控制閥3011、所述排氣壓力控制閥2011受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體4在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室I放出的熱量經(jīng)所述傳熱液體4和所述氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
[0062]實(shí)施例1至實(shí)施例3中，均設(shè)置了 5個(gè)控制閥，所述工質(zhì)壓力控制閥3011、所述排氣壓力控制閥2011、所述氧化劑壓力控制閥1011和所述燃料壓力控制閥1021，作為可以變換的實(shí)施方式，在所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301處、在所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302處、在所述排氣口 201處、在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述氧化劑源101之間的連通通道上和在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述燃料源102之間的連通通道上五個(gè)位置中可任意擇一、擇二、擇三或擇四設(shè)置控制閥，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)以上控制閥時(shí)，可以設(shè)定至少一個(gè)控制閥受所述控制機(jī)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)所述傳熱液體4的往復(fù)流動(dòng)。
[0063]實(shí)施例4
如圖4所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室1、煙氣直混傳熱液體加熱器2和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3,所述內(nèi)燃燃燒室I設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室I和氧化劑源101連通，所述內(nèi)燃燃燒室I和燃料源102連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3重力循環(huán)式連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)設(shè)傳熱液體4，所述內(nèi)燃燃燒室I產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)的所述傳熱液體4傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2上的排氣口 201排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口 301和被加熱氣體工質(zhì)出口 302，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301和所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302之間設(shè)氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?2，所述傳熱液體4在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)被加熱后流入所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)并驅(qū)動(dòng)所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?2，所述傳熱液體4在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱內(nèi)將熱量傳給氣體工質(zhì)降溫后流回所述煙氣直混傳熱液體加熱器2，所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?2將熱量傳給所述氣體工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室I放出的熱量經(jīng)所述傳熱液體4和所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?2傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301進(jìn)入的所述氣體工質(zhì)。
[0064]實(shí)施例5
如圖5所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室1、煙氣直混傳熱液體加熱器2和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3,所述內(nèi)燃燃燒室I設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室I和氧化劑源101連通，所述內(nèi)燃燃燒室I和燃料源102連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2內(nèi)設(shè)傳熱液體4，所述內(nèi)燃燃燒室I產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述傳熱液體4傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2上的排氣口 201排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口 301和被加熱氣體工質(zhì)出口 302，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)設(shè)傳熱液體4，所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3連通，所述傳熱液體4在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間循環(huán)流動(dòng)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3內(nèi)所述傳熱液體4直接對(duì)由所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301進(jìn)入的氣體工質(zhì)傳熱，被加熱的所述氣體工質(zhì)由所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302導(dǎo)出。
[0065]實(shí)施例6
如圖6所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上:將所述排氣口 201與做功機(jī)構(gòu)5連通。
[0066]作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明中所有實(shí)施方式均可參照本實(shí)例將所述排氣口201與所述做功機(jī)構(gòu)5連通。
[0067]實(shí)施例7
如圖7所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其與實(shí)施例6的區(qū)別在于:將所述煙氣直混傳熱液體加熱器2設(shè)為拉瓦爾噴管式加熱器。
[0068]作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明中實(shí)施例4、實(shí)施例5及在實(shí)施例4、實(shí)施例5的基礎(chǔ)上變換得到的實(shí)施方式均可選擇的將所述煙氣直混傳熱液體加熱器2設(shè)為拉瓦爾噴管式加熱器。
[0069]實(shí)施例8
如圖8所示的熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其在實(shí)施例7的基礎(chǔ)上:在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間的連通通道上增設(shè)傳熱液體循環(huán)泵6。
[0070]作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明中實(shí)施例4、實(shí)施例5及在實(shí)施例4、實(shí)施例5的基礎(chǔ)上變換得到的實(shí)施方式均可參照本實(shí)施例在所述煙氣直混傳熱液體加熱器2和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器3之間的連通通道上增設(shè)所述傳熱液體循環(huán)泵6。[0071]選擇性的，實(shí)施例4至8及在實(shí)施例4至8的基礎(chǔ)上變換得到的實(shí)施方式中，均可參照實(shí)施例1至3在所述被加熱氣體工質(zhì)入口 301處、在所述被加熱氣體工質(zhì)出口 302處、在所述排氣口 201處、在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述氧化劑源101之間的連通通道上和在所述內(nèi)燃燃燒室I和所述燃料源102之間的連通通道上五個(gè)位置中任意擇一、擇二、擇三、擇四或者全部設(shè)置控制閥。
[0072]上述所有實(shí)施方式中，具體實(shí)施時(shí)，可選擇性地將所述氧化劑源101內(nèi)的氧化劑設(shè)為液氧、高壓氧氣、高壓空氣或設(shè)為雙氧水；可選擇性地將所述燃料源102內(nèi)的燃料設(shè)為汽油、柴油、煤油、天然氣、液化氣、煤層氣、甲烷、乙烷、甲醇、乙醇或設(shè)為氫氣；可選擇性地將所述氣體工質(zhì)設(shè)為二氧化碳、氫氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或設(shè)為氙氣等其他氣體，或?qū)⑺鰵怏w工質(zhì)設(shè)為氦氣、氖氣、気氣、氪氣、氣氣、氫氣、氮?dú)夂涂諝庵械膬煞N或三種以上物質(zhì)的混合物；
上述所有實(shí)施方式中，具體實(shí)施時(shí)，可將所述傳熱液體4可選擇性的選擇單質(zhì)或化合物，具體的可設(shè)為熔鹽、高溫熔鹽、高沸點(diǎn)金屬單質(zhì)、高沸點(diǎn)非金屬單質(zhì)、高沸點(diǎn)堿或設(shè)為高沸點(diǎn)酸，并可根據(jù)本發(fā)明指出的選擇所述傳熱液體的原則，可選擇性地選擇本發(fā)明列舉的具體物質(zhì)。
[0073]顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室(I)、煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)，其特征在于:所述內(nèi)燃燃燒室(I)設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和氧化劑源(101)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和燃料源(102)連通，在所述內(nèi)燃燃燒室(I)處設(shè)內(nèi)燃填料式回?zé)崞?7)，所述內(nèi)燃燃燒室(I)產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞?7)的回?zé)彷d體傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)上的排氣口(201)排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和被加熱氣體工質(zhì)出口(302)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)之間設(shè)氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?8 )，所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2 )和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3 )連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)設(shè)傳熱液體(4);在所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥(3011)，和/或在所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥(3011)，和/或在所述排氣口(201)處設(shè)排氣壓力控制閥(2011)，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室(I)和所述氧化劑源(101)之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥(1011)，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室(I)和所述燃料源(102)之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥(1021);所述工質(zhì)壓力控制閥(3011)、所述排氣壓力控制閥(2011)、所述氧化劑壓力控制閥(1011)和所述燃料壓力控制閥(1021)中至少一個(gè)受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體(4)在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室(I)放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃填料式回?zé)崞?7)、所述傳熱液體(4)和所述氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?8)傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
2.一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室(I)、煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3),其特征在于:所述內(nèi)燃燃燒室(I)與至少一根內(nèi)燃加熱管(9)的一端連通，所有所述內(nèi)燃加熱管(9)的另一端與所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和氧化劑源(101)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和燃料源(102)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(I)產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述內(nèi)燃加熱管(9 )傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)上的排氣口(201)排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和被加熱氣體工質(zhì)出口(302);所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)與至少一個(gè)氣體工質(zhì)加熱管(10)的一端連通，所有所述氣體工質(zhì)加熱管(10)的另一端與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)連通，或所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)與至少一個(gè)氣體工質(zhì)加熱管(10)的一端連通，所有所述氣體工質(zhì)加熱管(10)的另一端與所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)連通；所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3 )連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2 )和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3 )內(nèi)設(shè)傳熱液體(4);在所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥(3011)，和/或在所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥(3011)，和/或在所述排氣口(201)處設(shè)排氣壓力控制閥(2011)，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室(I)和所述氧化劑源(101)之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥(1011)，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室(I)和所述燃料源(102)之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥(1021);所述工質(zhì)壓力控制閥(3011)、所述排氣壓力控制閥(2011)、所述氧化劑壓力控制閥(1011)和所述燃料壓力控制閥(1021)中至少一個(gè)受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體(4)在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室(I)放出的熱量經(jīng)所述內(nèi)燃加熱管(9)、所述傳熱液體(4)和所述氣體工質(zhì)加熱管(10)傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
3.一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室(I)、煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)，其特征在于:所述內(nèi)燃燃燒室(I)設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2 )內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和氧化劑源(101)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和燃料源(102)連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)設(shè)傳熱液體(4)，所述內(nèi)燃燃燒室(I)產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)內(nèi)的所述傳熱液體(4)傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)上的排氣口(201)排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和被加熱氣體工質(zhì)出口(302)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)之間設(shè)氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?8);在所述被加熱氣體工質(zhì)入口( 301)處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥(3011)，和/或在所述被加熱氣體工質(zhì)出口( 302 )處設(shè)工質(zhì)壓力控制閥(3011)，和/或在所述排氣口( 201)處設(shè)排氣壓力控制閥(2011)，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室(I)和所述氧化劑源(101)之間的連通通道上設(shè)氧化劑壓力控制閥(1011)，和/或在所述內(nèi)燃燃燒室(I)和所述燃料源(102)之間的連通通道上設(shè)燃料壓力控制閥(1021);所述工質(zhì)壓力控制閥(3011)、所述排氣壓力控制閥(2011)、所述氧化劑壓力控制閥(1011)和所述燃料壓力控制閥(1021)中至少一個(gè)受控制機(jī)構(gòu)控制使所述傳熱液體(4)在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)之間往復(fù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室(I)放出的熱量經(jīng)所述傳熱液體(4)和所述氣體工質(zhì)填料式回?zé)崞?8)傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
4. 一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室(I)、煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)，其特征在于:所述內(nèi)燃燃燒室(I)設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2 )內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和氧化劑源(101)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(I)和燃料源(102 )連通，所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2 )和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3 )重力循環(huán)式連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)設(shè)傳熱液體(4)，所述內(nèi)燃燃燒室(I)產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)內(nèi)的所述傳熱液體(4)傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)上的排氣口(201)排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和被加熱氣體工質(zhì)出口(302)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)于所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)之間設(shè)氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?12)， 所述傳熱液體(4)在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)內(nèi)被加熱后流入所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3 )內(nèi)并驅(qū)動(dòng)所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?12 )，所述傳熱液體(4 )在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)將熱量傳給氣體工質(zhì)降溫后流回所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)，所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?12)將熱量傳給所述氣體工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃燃燒室(I)放出的熱量經(jīng)所述傳熱液體(4)和所述氣體工質(zhì)熱輪式填料式回?zé)崞?12)傳遞給由所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)進(jìn)入的氣體工質(zhì)。
5.一種熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，包括內(nèi)燃燃燒室(I)、煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)，其特征在于:所述內(nèi)燃燃燒室(1)設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2 )內(nèi)，所述內(nèi)燃燃燒室(1)和氧化劑源(101)連通，所述內(nèi)燃燃燒室(1)和燃料源(102)連通，在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)內(nèi)設(shè)傳熱液體(4)，所述內(nèi)燃燃燒室(1)產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)所述傳熱液體(4)傳熱后由設(shè)置在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)上的排氣口(201)排出，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)上設(shè)被加熱氣體工質(zhì)入口(301)和被加熱氣體工質(zhì)出口(302)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)設(shè)傳熱液體(4)，所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)連通，所述傳熱液體(4)在所述煙氣直混傳熱液體加熱器(2)和所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)之間循環(huán)流動(dòng)，在所述液氣直混氣體工質(zhì)加熱器(3)內(nèi)所述傳熱液體(4)直接對(duì)由所述被加熱氣體工質(zhì)入口(301)進(jìn)入的氣體工質(zhì)傳熱，被加熱的所述氣體工質(zhì)由所述被加熱氣體工質(zhì)出口(302)導(dǎo)出。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其特征在于:所述氧化劑源(101)內(nèi)的氧化劑設(shè)為液氧、高壓氧氣、高壓空氣或設(shè)為雙氧水。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其特征在于:所述燃料源(102)內(nèi)的燃料設(shè)為汽油、柴油、煤油、天然氣、液化氣、煤層氣、甲烷、乙烷、甲醇、乙醇或設(shè)為氫氣。
8.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其特征在于:所述傳熱液體(4)設(shè)為熔鹽或設(shè)為高溫 熔鹽。
9.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其特征在于:所述傳熱液體(4)設(shè)為高沸點(diǎn)金屬單質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述熱力循環(huán)工質(zhì)加熱器，其特征在于:所述傳熱液體(4)設(shè)為高沸點(diǎn)非金屬單質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F02G1/055GK103742288SQ201410014624
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月12日
【發(fā)明者】靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司