[实用新型]气闭合循环热动力系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能与动力领域，尤其是一种气闭合循环热动力系统。

技术背景

传统发动机，无论是内燃机、外燃机还是混燃机(详见申请人的发明申请文件201010118601.4)的燃烧室排放出的污染物是目前环境保护中的最大障碍。因此，关于新能源动力系统的研究日趋火热。但是新能源动力系统很难在短时间内得以广泛实际应用，因此如何减少或杜绝传统能源动力转换过程中的污染物排放是更为现实急迫的任务。不仅如此，在今后相当长的时间内人类的能源结构仍然将以碳氢化合物为主，其中包括化石能源和生物质能源。为此如果能够开发出以碳氢化合物或碳氢氧化合物为燃料的零排放或近零排放的热动力系统，将对于环境保护起到更大的作用。关于从动力系统的排气中捕捉二氧化碳的研究有许多，但是它们都有一个共同的特点，就是没有将二氧化碳液化或固化，所以尽管捕捉到了二氧化碳，但二氧化碳的后期处理仍然十分困难。如果能够发明出在动力系统循环过程中就将二氧化碳液化或固化，特别是如果能够发明出利用排气的自身能量为主要推动力或以动力系统所消耗的液态氧、液化燃料为主要冷源将动力系统排放的二氧化碳液化或固化的动力系统，将具有十分重大的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：

一种气闭合循环热动力系统，包括发动机、氧源、排气冷却器、排气深度冷却器和深冷二氧化碳储罐，所述氧源与所述发动机的燃烧室连通，所述发动机的排气道经所述排气冷却器与所述排气深度冷却器连通，在所述排气冷却器上设水排出口，在所述排气深度冷却器上设深冷二氧化碳排出口，所述深冷二氧化碳排出口与所述深冷二氧化碳储罐连通使所述发动机排气中的二氧化碳全部或部分以液体和/或固体的形式储存在所述深冷二氧化碳储罐内。

所述氧源设为液氧储罐，所述排气深度冷却器设为氧吸热排气深度冷却器，在所述氧吸热排气深度冷却器上设所述深冷二氧化碳排出口，所述液氧储罐与所述氧吸热排气深度冷却器的冷却流体入口连通，在所述氧吸热排气深度冷却器上设氧气/含氧气体出口，所述氧气/含氧气体出口与所述发动机的燃烧室连通；或所述氧源设为液氧储罐，将由所述排气冷却器和所述排气深度冷却器构成的排气冷却系统设为氧吸热排气深度冷却器，在所述氧吸热排气深度冷却器上设所述深冷二氧化碳排出口，所述液氧储罐与所述氧吸热排气深度冷却器的冷却流体入口连通，在所述氧吸热排气深度冷却器上设氧气/含氧气体出口，所述氧气/含氧气体出口与所述发动机的燃烧室连通。

所述发动机的燃料设为液化燃料，所述液化燃料储存在液化燃料储罐内，所述排气深度冷却器设为燃料吸热排气深度冷却器，在所述燃料吸热排气深度冷却器上设所述深冷二氧化碳排出口，所述燃料吸热排气深度冷却器的冷却流体入口与所述液化燃料储罐连通，在所述燃料吸热排气深度冷却器上设燃料/含燃料流体出口，所述燃料/含燃料流体出口与所述发动机的燃烧室连通；或所述发动机的燃料设为液化燃料，所述液化燃料储存在液化燃料储罐内，将由所述排气冷却器和所述排气深度冷却器构成的排气冷却系统设为燃料吸热排气深度冷却器，在所述燃料吸热排气深度冷却器上设所述深冷二氧化碳排出口，所述燃料吸热排气深度冷却器的冷却流体入口与所述液化燃料储罐连通，在所述燃料吸热排气深度冷却器上设燃料/含燃料流体出口，所述燃料/含燃料流体出口与所述发动机的燃烧室连通。

所述氧源设为液氧储罐，所述发动机的燃料设为液化燃料，所述液化燃料储存在液化燃料储罐内，所述排气深度冷却器设为由氧吸热排气深度冷却器和燃料吸热排气深度冷却器并联或串联设置构成的排气深度冷却系统；

在所述氧吸热排气深度冷却器和所述燃料吸热排气深度冷却器并联设置的结构中，在所述氧吸热排气深度冷却器上设所述深冷二氧化碳排出口，所述液氧储罐与所述氧吸热排气深度冷却器的冷却流体入口连通，在所述氧吸热排气深度冷却器上设氧气/含氧气体出口，所述氧气/含氧气体出口与所述发动机的燃烧室连通，在所述燃料吸热排气深度冷却器上设所述深冷二氧化碳排出口，所述燃料吸热排气深度冷却器的冷却流体入口与所述液化燃料储罐连通，在所述燃料吸热排气深度冷却器上设燃料/含燃料流体出口，所述燃料/含燃料流体出口与所述发动机的燃烧室连通，所述氧吸热排气深度冷却器和所述燃料吸热排气深度冷却器的排气入口分别与所述排气冷却器连通；