專利名稱：一種熱機聯合循環方法和動力系統及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱能動力系統，特別是一種熱機聯合循環方法和動力系統及其應用。
背景技術：
目前燃氣輪機、柴油機作為技術上成熟可靠的動力設備，已獲得廣泛應用，但其能量轉換效率還較低，只有不到一半的能量轉化為有用功，其余能量隨尾氣作為余熱排出；斯特林發動機是一種新型的“外燃”動力裝置，不同于內燃機，其燃燒過程是在作功活塞工作腔之外，是一種“外燃機”，這種熱機理論上具有最高的能量轉換效率，目前也已開始獲得應用，但實際效率也還較低。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種提高動力機械系統能源轉換效率、節約燃料及其提高動力系統經濟性的一種熱機聯合循環方法及其動力系統。
為了達到上述目的，本發明設計的一種熱機聯合循環方法是燃料先在內燃機內作功，其排出的高溫、高含氧尾氣被導入外燃機的燃燒室，這里再補充一定量燃料進行補燃使外燃機作功。
一種熱機聯合循環的動力系統，包括內燃機和外燃機，其特征是將內燃機和外燃機串級形成聯合循環系統，所述的內燃機可以是燃氣輪機或柴油機或汽油機，所述的外燃機可以是斯特林發動機。
這種內燃機和外燃機串級形成聯合循環系統可以是燃氣輪機排氣管與斯特林發動機的空氣進口相連接。
一種熱機聯合循環的動力系統的應用，采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的發電機組；采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的熱電聯供機組；采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的冷、熱、電“三聯供”機組，在應用于冷、熱、電“三聯供”機組中時，供冷、供熱可以由內燃機和外燃機二者之一驅動的熱泵或制冷機組，或是最后一級排熱驅動的制冷或熱泵機組提供，也可以僅由最后一級排熱提供；采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的直接動力輸出機組。
這種熱機聯合循環方法是基于燃氣輪機過量空氣系數較高，排氣中氧含量較高，而外燃機的燃燒是在工作活塞的工作腔之外，將高溫、高氧含量的內燃機排氣導入外燃機(斯特林發動機)燃燒室，再加入適量燃料進行補燃，使燃燒室溫度達到斯特林發動機工作所需的熱狀態，使外燃機正常工作。由于利用了高溫、高含氧的尾氣的熱焓，相當于燃燒所需空氣被預熱到了高溫，故采用這種循環，可大幅提高系統的能源轉換效率，節約大量燃料，提高動力系統經濟性。
圖1是所述串級聯合循環的原理示意圖。
1壓氣機、2燃燒室、3燃料、4透平、5排氣管、6空氣進口、7外燃機燃燒室、8燃料進口、9燃料、10排氣、11空氣。
具體實施例方式
下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步描述。
實施例1如圖1所示，本實施例采用的一種熱機聯合循環方法，是燃料先在內燃機內作功，其排出的高溫、高含氧尾氣被導入外燃機的燃燒室，在外燃機的燃燒室里再補充一定量燃料進行補燃，燃料在燃室內燃燒、作功，實現熱-功轉換，使外燃機作功。本實施該方法的熱機聯合循環的動力系統，采用燃氣輪機作內燃機和斯特林發動機作外燃機串級形成聯合循環系統，具體是將燃氣輪機排氣管5與斯特林發動機的空氣進口6相連接，空氣11在壓氣機1內被壓縮、升壓后進入燃燒室2，與進入燃燒室2的燃料3進行燃燒、放熱，生成高溫高壓的燃氣進入透平4膨脹作功，驅動透平4轉動，從而驅動壓氣機1并輸出軸功，膨脹作功后的燃氣通過排氣管5由外燃機的空氣進口6進入外燃機燃燒室7，與來自燃料進口8的燃料9在此燃燒、作功后成為廢氣10排出。因為利用了高溫排氣的熱焓，外燃機的燃料消耗量可以下降，整個系統的效率就得以提高。
權利要求
1.一種熱機聯合循環方法，它包括內燃機和外燃機，其特征是燃料先在內燃機內作功，其排出的高溫、高含氧尾氣被導入外燃機的燃燒室，這里再補充一定量燃料進行補燃使外燃機作功。
2.一種熱機聯合循環動力系統，它包括內燃機和外燃機，其特征是將內燃機和外燃機串級形成聯合循環系統。
3.根據權利要求2所述的一種熱機聯合循環動力系統，其特征是所述的內燃機是燃氣輪機或柴油機或汽油機；所述的外燃機是斯特林發動機。
4.根據權利要求2或3所述的一種熱機聯合循環動力系統，其特征是所述的內燃機和外燃機串級形成聯合循環系統是燃氣輪機排氣管與斯特林發動機的空氣進口相連接。
5.一種熱機聯合循環動力系統的應用，其特征是采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的發電機組。
6.一種熱機聯合循環動力系統的應用，其特征是采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的熱電聯供機組。
7.一種熱機聯合循環動力系統的應用，其特征是采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的冷、熱、電“三聯供”機組。
8.根據權利要求6所述的一種熱機聯合循環動力系統的應用，其特征是在應用于冷、熱、電“三聯供”機組中時，供冷、供熱由內燃機和外燃機二者之一驅動的熱泵或制冷機組，或是最后一級排熱驅動的制冷或熱泵機組提供，或僅由最后一級排熱提供。
9.一種熱機聯合循環動力系統的應用，其特征是采用內燃機和外燃機串級形成聯合循環動力系統構成的直接動力輸出機組。
全文摘要
本發明公開了一種熱機聯合循環方法和動力系統及其應用，它是燃料先在內燃機內作功，其排出的高溫、高含氧尾氣被導入外燃機的燃燒室，在外燃機的燃燒室里再補充一定量燃料進行補燃使外燃機作功。這種熱機聯合循環的動力系統，包括內燃機和外燃機，將內燃機和外燃機串級形成聯合循環系統。這種熱機聯合循環的動力系統可應用于發電機組、熱電聯供機組、冷熱電“三聯供”機組和直接動力輸出機組。由于利用了高溫、高含氧的尾氣的熱焓，相當于燃燒所需空氣被預熱到了高溫，故采用這種循環，可大幅提高系統的能源轉換效率，節約大量燃料，提高動力系統經濟性。
文檔編號F02B73/00GK1598268SQ200410054060
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月27日 優先權日2004年8月27日
發明者張光玉 申請人:浙江盾安人工環境設備股份有限公司