[发明专利]一种冷凝式动能动力转换装置及其热动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种冷凝式动能动力转换装置，本发明还涉及应用该冷凝式动能动力转换装置的热动力系统。

背景技术

蒸汽透平(无论是水蒸气还是其他蒸汽)均需要许多级，因而体积大、笨重、造价高。因此，需要发明一种新型可回收可凝气体压力能的结构简单的系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1，一种冷凝式动能动力转换装置，包括旋转轴、透平叶片、喷管和壳体，所述旋转轴设置在所述壳体内，所述透平叶片设置在所述旋转轴上，在所述透平叶片内设置冷凝冷却区，在所述壳体上、和/或在所述旋转轴上、和/或在所述透平叶片上设置液体导出口，在所述壳体上、和/或在所述旋转轴上、和/或在所述透平叶片上设置可凝气体工质导入口，所述喷管的工质出口与所述可凝气体工质导入口连通。

方案2，在方案1的基础上，进一步使经所述喷管导入的可凝气体工质在所述透平叶片上冷凝并以液态形式离开所述透平叶片进入所述液体导出口。

方案3，在方案1或2的基础上，进一步将所述透平叶片设为径流叶片或设为轴流叶片。

方案4，在方案1至3中任一方案的基础上，进一步在所述透平叶片上设置打击捕捉传动结构。

方案5，在方案1至4中任一方案的基础上，进一步使所述冷凝冷却区包括设置在所述透平叶片上的冷凝冷却流体通道。

方案6，在方案5的基础上，进一步将所述冷凝冷却流体通道内的冷凝冷却介质设为液体。

方案7，在方案5的基础上，进一步将所述冷凝冷却流体通道内的冷凝冷却介质设为水。

方案8，在方案5至7中任一方案的基础上，进一步设置所述冷凝冷却流体通道内的冷凝冷却介质与所述喷管导入的可凝气体工质设为同一种物质。

方案9，在方案5的基础上，进一步将所述冷凝冷却流体通道内的冷凝冷却介质设为气体。

方案10，在方案9的基础上，进一步将所述冷凝冷却流体通道内的冷凝冷却介质设为氢气或设为氦气。

方案11，在方案1至10中任一方案的基础上，进一步将所述喷管设为拉瓦尔喷管。

方案12，在方案1至11中任一方案的基础上，进一步将所述喷管出口处的静压低于1MPa、0.9MPa、0.8MPa、0.7MPa、0.6MPa、0.5MPa、0.4MPa、0.3MPa、0.2MPa、0.1MPa、0.09MPa、0.08MPa、0.07MPa、0.06MPa、0.05MPa、0.04MPa、0.03MPa、0.02MPa、0.01MPa、0.009MPa、0.008MPa或低于0.007MPa。

方案13，在方案1至11中任一方案的基础上，进一步将所述喷管出口处的静压低于0.5MPa、0.4MPa、0.3MPa、0.2MPa、0.1MPa、0.09MPa、0.08MPa、0.07MPa、0.06MPa、0.05MPa、0.04MPa、0.03MPa、0.02MPa、0.01MPa、0.009MPa、0.008MPa或低于0.007MPa。

方案14，在方案1至11中任一方案的基础上，进一步将所述喷管出口处的静压低于0.2MPa、0.1MPa、0.09MPa、0.08MPa、0.07MPa、0.06MPa、0.05MPa、0.04MPa、0.03MPa、0.02MPa、0.01MPa、0.009MPa、0.008MPa或低于0.007MPa。

方案15，在方案1至14中任一方案的基础上，进一步使所述旋转轴对外输出动力。

方案16，应用方案1至15中任一方案所述冷凝式动能动力转换装置的热动力系统，所述喷管的工质入口与汽化器的蒸汽出口连通。

方案17，在方案16的基础上，进一步将所述液体导出口经液体泵与所述汽化器连通。

方案18，在方案16或17的基础上，进一步将所述冷凝冷却区的冷凝冷却介质出口与排热器的冷凝冷却介质入口连通，所述排热器的冷凝冷却介质出口与所述冷凝冷却区的冷凝冷却介质入口连通。

方案19，在上述所有所述冷凝冷却区包括设置在所述透平叶片上的冷凝冷却流体通道的方案中任一方案的基础上，进一步将所述冷凝冷却流体通道的冷凝冷却介质出口与排热器的冷凝冷却介质入口连通，所述排热器的冷凝冷却介质出口与所述冷凝冷却流体通道的冷凝冷却介质入口连通。

方案20，在方案18或19的基础上，进一步将所述排热器设为供暖散热器。