[发明专利]工质能差动力循环及其装置

说明书

本发明涉及动力循环技术领域，准确说是一种工质能差动力循环及其装置。

已有的动力循环均符合卡诺循环原理。当热量由高温热源传向低温热源时产生动力，两个热源的状态均为平衡态。若以环境温度和空间为低温热源，那么，产生高温热源，必须要消耗大量的非再生能源。如：现有的火力发电等，所消耗的大量能源则是煤。

本发明的目的是，根据非平衡态热力学理论，提供一种制冷制(以氨NH3为例)在远离平衡态的非平衡相变过程中，存在非线性动力学的循环及其装置，将普遍热转换为有用功，为今后的能源利用开辟了新的途径。

本发明的工质能差动力循环是：高温高压过热蒸汽与多倍的常温下的干饱和蒸汽混合，合成的汽体，由于浓度增大，温度均匀，当混合比例达到规定值时，合成汽体的状态将形成非平衡态的高压干饱和蒸汽，进入涡轮机，产生动力。

本发明循环的实施，对照图1做详细说明：图1中a点的高温高压过热蒸汽在缩放形喷管内，按等温熵(ΔS＝0)规律产生超音速射流，即a—c—d过程，由于引射力的作用，有n倍的c点干饱和蒸汽与之混合，即c—d过程，即d点有(n＋1)倍的汽体存在。上述两股汽流以交换动能的形式进行充分的混合后，进入扩压装置时进行降速，混合气体的温度压力迅速回升。当速度降为零时，b点有的汽体进入涡轮机，按等熵(ΔS＝0)规律产生动力或电力，即b—e过程。由涡轮机排出的乏汽再返回汽液共存的f—c过程，将余热对饱和液体加热，即e—f过程。另外，b点还有的汽体将反馈至过热蒸汽发生器中去，产生过热蒸汽，以维持过热汽源。为此，由涡轮机输出的电力需进行合理的配电，一部分对外输出，一部分则需提供给过热蒸汽发生器，即b—a过程。        

本发明循环过程的能量分配关系如下： n = ha - hb hb - hc ]]>混合比n与比容比N的关系应满足 N = Vc Vb ]]>即n≥N

涡轮机产生动力W

W＝n(hb－he)＝n(hc－he)＋n(hb－hc)因为，n(hb－hc)将反馈至过热蒸汽发生器，即b-a过程，故：涡轮机的净功输出：

W′＝n(hc－he)

本发明完成上述循环的装置是：该装置有压力容器(19)和蒸发器(17)，饱和蒸汽输汽管(18)将压力容器，(19)和蒸发器(17)连结，压力容器(19)上安装的干饱和蒸汽输汽管(4)的另一端与引射器(3)相连，饱和蒸汽反馈管(9)分别与引射器(3)和涡轮机进汽管路(8)连接，引射器(3)内装有喷管(2)，引射器(3)的一端与混合器(5)相接，引射器(3)的另一端与过热蒸汽输气管(1)的一端相接，过热蒸汽输汽管(1)的另一端安装在过热蒸汽发生器(10)上，混合器(5)与喉管(6)连接，喉管(6)的另一端与扩压器(7)连接。扩压器(7)通过涡轮机进汽管路(8)与涡轮发电机(11)连接，涡轮发电机(11)通过排汽管(12)与蒸发器(17)联结。本发明循环装置中，喷管(2)的形状是，两圆锥小直径端相接，其相接处有一圆柱为过渡段。混合器(5)是圆锥形，大直径端与引射器(3)连接，小直径端与喉管(6)相接。扩压器(7)是圆锥形，其小直径端与喉管相接，大直径端与涡轮机进汽管路(8)相接。蒸发器(17)内、涡轮机排汽管(12)的一端，安装多孔余热加热器(13)。

附图2是本发明工质能差动力循环装置的示意图。

对照附图，对本发明的循环装置实施例，做进一步的说明：