[发明专利]一种回热型重力场做功装置及方法

权利要求书

1.利用回热型重力场做功装置进行重力场做功的方法，其特征在于：

回热型重力场做功装置与外部低品位冷源和外部低品位热源相连接，回热型重力场做功装置包括：设置在高位的高位冷凝器(1)、设置在低位的低位液体涡轮(3)和低位加热器(4)和设置在高位和低位之间的回热装置；高位冷凝器(1)、低位加热器(4)和回热装置的内部均分别包括冷凝通道和加热通道；

高位冷凝器(1)的冷凝通道的出口连接回热装置的加热通道的进口，回热装置的加热通道的出口与低位液体涡轮(3)的进口连接，低位液体涡轮(3)的出口连接低位加热器(4)的加热通道的进口，低位加热器(4)的加热通道的出口和回热装置的冷凝通道的进口相连接，回热装置的冷凝通道的出口与高位冷凝器(1)的冷凝通道进口连接，从而形成闭环系统；

所述回热装置包括回热器(2)，回热器(2)之间为上下设置，具有高度差，回热器(2)各自包括冷凝通道和加热通道；

所述回热器(2)的加热通道之间依次串行连接，所述回热器(2)的冷凝通道之间依次串行连接；

方法包括以下步骤：

1.1）、高位冷凝器(1)中流出的低温低压制冷剂液体向回热装置的加热通道进口绝热流动，随着重力场中高度的减小，压强逐渐增加，在到达回热装置的加热通道进口时成为低温高压制冷剂液体；

1.2）、低温高压制冷剂液体进入回热装置的加热通道后，吸收回热装置的冷凝通道内制冷剂释放的冷凝潜热后，温度增加，成为中温高压制冷剂液体，具体为：

1.2.1）、如果回热装置包括至少一个的回热器(2)，低温高压制冷剂液体依次经过各个回热器(2)的加热通道后，成为中温高压制冷剂液体；

1.2.2）、如果回热装置包括套管回热器(7)，低温高压制冷剂液体进入套管回热器(7)的加热通道后，吸收套管回热器(7)的冷凝通道内制冷剂释放的冷凝潜热后，温度增加，同时随着制冷剂在套管回热器(7)中高度的减小，压强进一步增加，在套管回热器(7)加热通道出口成为中温高压制冷剂液体；

1.3）、从回热装置流出的中温高压制冷剂液体向低位液体涡轮(3)的进口流动，随着重力场中高度的减小，压强进一步增加，在到达低位液体涡轮(3)的进口时成为中温高压制冷剂液体；

1.4）、中温高压制冷剂液体进入低位液体涡轮(3)，释放液体压力能后，压力降低到低位加热器(4)的压力，成为中温中压制冷剂液体；

从低位液体涡轮(3)流出的中温中压制冷剂液体流入低位加热器(4)的加热通道，吸收外部低品位热源提供的热量后，温度升高，成为高温中压饱和或具有较低干度的制冷剂；

1.5）、高温中压饱和或具有较低干度的制冷剂向回热装置的冷凝通道流动，随着重力场中高度的增加，压强逐渐减小，制冷剂因压强降低而产生的闪蒸作用使得制冷剂干度增加，温度降低，在到达回热装置的冷凝通道进口时成为具有一定干度的中温制冷剂；

1.6）、进入回热装置的冷凝通道的中温制冷剂向回热装置的加热通道内的制冷剂释放冷凝潜热后，成为具有中温制冷剂，然后从回热装置的冷凝通道的出口出来，向高位冷凝器(1)的流动，具体为；

1.6.1）、如果回热装置包括回热器(2)，进入回热装置的中温制冷剂依次经过各个回热器(2)的冷凝通道后，干度减小，温度不变，成为具有较低干度的中温制冷剂；

1.6.2）、如果回热装置包括套管回热器(7)，进入套管回热器(7)的冷凝通道的中温制冷剂向套管回热器(7)的加热通道内的制冷剂释放冷凝潜热，同时随着制冷剂在套管回热器(7)中高度的增加，压强进一步减小，温度降低，由于降压闪蒸与冷凝放热共同作用使得制冷剂在套管回热器(7)的冷凝通道中的干度变化不大，成为具有较低温度的中温制冷剂；

1.7）、从回热装置的冷凝通道的出口出来的中温制冷剂向高位冷凝器（1）流动过程中，随着重力场中高度的增加，压强进一步逐渐减小，制冷剂因压强降低而产生的闪蒸作用使得制冷剂干度进一步增加，温度进一步降低，在到达高位冷凝器(1)的冷凝通道进口时成为具有一定干度的低温低压制冷剂；

1.8）、进入高位冷凝器(1)的冷凝通道的具有一定干度的低温低压制冷剂向外部冷源释放冷凝潜热后，成为饱和或具有一定过冷度的低温低压制冷剂液体，然后从高位冷凝器(1)的冷凝通道出口流出，如此循环。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述高位冷凝器(1) 的加热通道与外部低品位冷源相连接，低位加热器(4)与外部低品位热源连接；外部低品位热源温度比外部低品位冷源温度高10℃以上，高位与低位之间的高度差距根据外部低品位冷源与外部低品位热源的温差来确定；

所述闭环系统中流动的制冷剂液体为R22或R134A制冷工质。