双燃料联合循环蒸汽动力装置

技术领域：

本发明属于热力学与热动技术领域。

背景技术：

冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；其中，将燃料的化学能通过燃烧转换为热能，进而通过蒸汽动力装置再将热能转换为机械能，是向人类提供动力或电力的重要手段。

燃料有不同的种类和不同的性质，其中燃料燃烧形成燃气的温度高低与热变功效率密切相关；从燃烧形成的燃气温度(比如定压燃烧温度)来看，定压燃烧温度高的高品位燃料，燃烧产物温度高，可单独成为能够满足高效动力循环的高温热源，转化更多的机械能；而定压燃烧温度低的低品位燃料，难以形成高温燃烧产物，难以单独成为能够满足高效动力循环的高温热源，转化的机械能相对较少。

由于受限于工作原理、工作介质的性质、材料性质、压缩设备及其它部件的制造水平等某一或多个因素，在现行采用高品位燃料的蒸汽动力装置中，其所用高品位燃料形成高温热源过程中，部分燃烧热承担热源的低温段供给，这导致燃料利用上的质量损失——这为低品位燃料参与构建热源提供了机遇。

人们需要简单、主动、安全、高效地利用燃料来获得动力，本发明给出了将低品位燃料与高品位燃料合理搭配共建热源，实现取长补短和优势互补，能够大幅度提高低品位燃料热变功效率，减少温室气体排放，有效降低燃料成本的双燃料联合循环蒸汽动力装置。

发明内容：

本发明主要目的是要提供双燃料联合循环蒸汽动力装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.双燃料联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经加热炉与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道经加热炉与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路直接与压缩机连通和第二路经第二汽轮机与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

2.双燃料联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经高温回热器和加热炉与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道经高温回热器和加热炉与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道经高温回热器与蒸发器连通之后分成两路——第一路直接与压缩机连通和第二路经第二汽轮机与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

3.双燃料联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道经高温回热器和加热炉与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道经高温回热器和加热炉与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机再有蒸汽通道经高温回热器与自身连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路直接与压缩机连通和第二路经第二汽轮机与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

4.双燃料联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和供热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵与加热炉连通之后加热炉再有蒸汽通道与第二加热炉连通，压缩机有蒸汽通道与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与供热器连通之后分成两路——第一路直接与压缩机连通和第二路经第二汽轮机与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，供热器还有被加热介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

5.双燃料联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与加热炉连通，加热炉还有蒸汽通道通过中间端口与汽轮机连通，压缩机有蒸汽通道经加热炉与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通之后分成两路——第一路直接与压缩机连通和第二路经第二汽轮机与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

6.双燃料联合循环蒸汽动力装置，主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和第三汽轮机所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉连通，外部还有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，第二加热炉还有燃气通道经第二热源回热器与外部连通；冷凝器有冷凝液管路经升压泵与蒸发器连通之后蒸发器再有蒸汽通道与第三汽轮机连通，第三汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，压缩机有蒸汽通道经加热炉与第二加热炉连通，第二加热炉还有蒸汽通道与汽轮机连通，汽轮机还有低压蒸汽通道与蒸发器连通，蒸发器还有低压蒸汽通道分别直接与压缩机连通和经第二汽轮机与冷凝器连通；冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机连接压缩机并传输动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

7.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经加热炉与自身连通，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

8.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经第二加热炉与自身连通，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

9.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-6项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通调整为第二加热炉有蒸汽通道与汽轮机连通之后汽轮机还有再热蒸汽通道经加热炉和第二加热炉与自身连通，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

10.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-9项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机并取代汽轮机，增加双能压缩机并取代压缩机，增加扩压管并取代升压泵，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

11.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-9项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加低温回热器和第二升压泵，将冷凝器有冷凝液管路与升压泵连通调整为冷凝器有冷凝液管路经第二升压泵与低温回热器连通，压缩机增设抽汽通道与低温回热器连通，低温回热器再有冷凝液管路与升压泵连通，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

12.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第11项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机并取代汽轮机，增加双能压缩机并取代压缩机，增加扩压管并取代升压泵，增加第二扩压管并取代第二升压泵，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

13.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-9项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机并取代第二汽轮机，增加扩压管并取代升压泵，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

14.双燃料联合循环蒸汽动力装置，是在第1-13项所述的任一一款双燃料联合循环蒸汽动力装置中，取消第二热源回热器，将外部有空气通道经热源回热器与加热炉连通和外部有空气通道经第二热源回热器与第二加热炉连通，调整为外部有空气通道与热源回热器连通之后分成两路——第一路与加热炉连通，第二路与第二加热炉连通；将第二加热炉有燃气通道经第二热源回热器与外部连通调整为第二加热炉有燃气通道经热源回热器与外部连通，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

附图说明：

图1是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第1种原则性热力系统图。

图2是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第2种原则性热力系统图。

图3是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第3种原则性热力系统图。

图4是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第4种原则性热力系统图。

图5是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第5种原则性热力系统图。

图6是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第6种原则性热力系统图。

图7是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第7种原则性热力系统图。

图8是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第8种原则性热力系统图。

图9是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第9种原则性热力系统图。

图10是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第10种原则性热力系统图。

图11是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第11种原则性热力系统图。

图12是依据本发明所提供的双燃料联合循环蒸汽动力装置第12种原则性热力系统图。

图中，1-汽轮机，2-压缩机，3-第二汽轮机，4-升压泵，5-冷凝器，6-蒸发器，7-加热炉，8-第二加热炉，9-热源回热器，10-第二热源回热器，11-高温回热器，12-供热器，13-第三汽轮机，14-膨胀增速机，15-双能压缩机，16-扩压管，17-低温回热器，18-第二升压泵，19-第二扩压管。

关于膨胀增速机、加热炉、热源回热器、低品位燃料和高品位燃料，这里给出如下简要说明：

(1)为揭示汽轮机1和膨胀增速机14在工作流程上的区别，这里作如下解释：

①图1中，蒸汽流经汽轮机1实现热变功，汽轮机1出口蒸汽具有很低压力和较小流速(对应较小的动能)，升压泵4需要的机械能可通过机械传输由汽轮机1或由外部提供。

②相比之下，图8中，膨胀增速机14出口蒸汽同样具有很低的压力，但流速相对较大(一部分压降转换为低压蒸汽的动能)以满足扩压管16降速升压需要，同时满足双能压缩机15部分升压(降速而得)的需要。

③对图1中蒸汽流经汽轮机1实现热变功的过程采用“降压作功”，对图8中蒸汽流经膨胀增速机14实现热变功的过程采用“降压作功并增速”来表示。

(2)加热炉和热源回热器：

①根据需要，加热炉内部设置换热管束；表述时，不具体指明循环介质流经加热炉受热时所涉及到的具体换热管束，而统一采用加热炉来表述。

②热源回热器涉及加热炉内燃气(即热源高温段)的温度品位，不可或缺。

(3)低品位燃料和高品位燃料：

①低品位燃料：指的是燃烧产物所能够形成的最高温度(比如绝热燃烧温度或定压燃烧温度)相对较低的燃料；相对于优质煤炭，煤矸石、煤泥等则是低品位燃料。从热源的概念来看，低品位燃料指的是燃烧产物难以形成较高温度的高温热源的燃料。

②高品位燃料：指的是燃烧产物所能够形成的最高温度(比如绝热燃烧温度或定压燃烧温度)相对较高的燃料；相对于煤矸石、煤泥等燃料而言，优质煤、天然气、甲烷、氢气等都是高品位燃料。从热源的概念来看，低品位燃料指的是燃烧产物能够形成较高温度的高温热源的燃料。

③对固体燃料来说，燃烧产物的气态物质是构成热源的核心，是热力系统的重要组成部分；而燃烧产物中的固态物质，如废渣，在其含有热能得到利用(利用流程及设备包含在加热炉内或在加热炉本体之外预热空气)之后被排出，不单独列出，其作用不单独表述。

④受限于现行技术条件或材料性能等原因，尤其对于需要通过间接手段向循环工质提供驱动高温热负荷的燃料来说，它们的品位高低应以燃烧产物所能够形成的最高温度减去间接传热温差之后的温度高低来划分；或者，以现行技术条件下能够使循环工质所能达到的温度高低来划分——使循环工质(工作介质)能够达到的温度更高者为高品位燃料，使循环工质(工作介质)能够达到的温度较低者为低品位燃料。

具体实施方式：

首先要说明的是，在结构和流程的表述上，非必要情况下不重复进行；对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。

图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉7连通，外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通，加热炉7还有燃气通道经热源回热器9与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉8连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器5有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器6连通之后蒸发器6再有蒸汽通道经加热炉7与第二加热炉8连通，压缩机2有蒸汽通道经加热炉7与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器6连通之后分成两路——第一路直接与压缩机2连通和第二路经第二汽轮机3与冷凝器5连通；冷凝器5还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，外部低品位燃料进入加热炉7，外部第一路空气流经热源回热器9吸热升温之后进入加热炉7，低品位燃料和空气在加热炉7内混合并燃烧成温度较高的燃气，加热炉7内的燃气放热于流经其内的循环工质并降温，之后流经热源回热器9放热降温和对外排放；外部高品位燃料进入第二加热炉8，外部第二路空气流经第二热源回热器10吸热升温之后进入第二加热炉8，高品位燃料和空气在第二加热炉8内混合并燃烧成高温燃气，高温燃气放热于流经其内的循环工质并降温，之后流经第二热源回热器10放热降温和对外排放；冷凝器5的冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，压缩机2排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热并降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝；低品位燃料通过加热炉7和高品位燃料通过第二加热炉8共同提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器5带走低温热负荷；汽轮机1和第二汽轮机3输出的功提供给压缩机2和外部作动力，或汽轮机1和第二汽轮机3输出的功提供给压缩机2、升压泵4和外部作动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图2所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉7连通，外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通，加热炉7还有燃气通道经热源回热器9与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉8连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器5有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器6连通之后蒸发器6再有蒸汽通道经高温回热器11和加热炉7与第二加热炉8连通，压缩机2有蒸汽通道经高温回热器11和加热炉7与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道经高温回热器11与蒸发器6连通之后分成两路——第一路直接与压缩机2连通和第二路经第二汽轮机3与冷凝器5连通；冷凝器5还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经高温回热器11和加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，压缩机2排放的蒸汽流经高温回热器11、加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经高温回热器11和蒸发器6逐步放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图3所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和高温回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉7连通，外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通，加热炉7还有燃气通道经热源回热器9与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉8连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器5有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器6连通之后蒸发器6再有蒸汽通道经高温回热器11和加热炉7与第二加热炉8连通，压缩机2有蒸汽通道经高温回热器11和加热炉7与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有蒸汽通道与汽轮机1连通之后汽轮机1再有蒸汽通道经高温回热器11与自身连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器6连通之后分成两路——第一路直接与压缩机2连通和第二路经第二汽轮机3与冷凝器5连通；冷凝器5还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经高温回热器11和加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，压缩机2排放的蒸汽流经高温回热器11、加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽进入汽轮机1降压作功至一定程度之后流经高温回热器11放热降温，然后进入汽轮机1继续降压作功；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图4所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和供热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉7连通，外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通，加热炉7还有燃气通道经热源回热器9与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉8连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器5有冷凝液管路经升压泵4与加热炉7连通之后加热炉7再有蒸汽通道与第二加热炉8连通，压缩机2有蒸汽通道与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与供热器12连通之后分成两路——第一路直接与压缩机2连通和第二路经第二汽轮机3与冷凝器5连通；冷凝器5还有冷却介质通道与外部连通，供热器12还有被加热介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经升压泵4升压，流经加热炉7吸热升温和汽化，之后进入第二加热炉8继续吸热并升温，压缩机2排放的蒸汽进入第二加热炉8吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经供热器12放热并降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝；低品位燃料通过加热炉7和高品位燃料通过第二加热炉8共同提供高温驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器5带走低温热负荷，被加热介质通过供热器12带走中温热负荷，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图5所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器和第二热源回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉7连通，外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通，加热炉7还有燃气通道经热源回热器9与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉8连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器5有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器6连通之后蒸发器6再有蒸汽通道与加热炉7连通，加热炉7还有蒸汽通道通过中间端口与汽轮机1连通，压缩机2有蒸汽通道经加热炉7与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器6连通之后分成两路——第一路直接与压缩机2连通和第二路经第二汽轮机3与冷凝器5连通；冷凝器5还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经加热炉7继续吸热，之后通过中间进汽端口进入汽轮机1降压作功；压缩机2排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温，之后进入汽轮机1降压作功；汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热并降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图6所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由汽轮机、压缩机、第二汽轮机、升压泵、冷凝器、蒸发器、加热炉、第二加热炉、热源回热器、第二热源回热器和第三汽轮机所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉7连通，外部还有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通，加热炉7还有燃气通道经热源回热器9与外部连通；外部还有高品位燃料通道与第二加热炉8连通，外部还有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通；冷凝器5有冷凝液管路经升压泵4与蒸发器6连通之后蒸发器6再有蒸汽通道与第三汽轮机13连通，第三汽轮机13还有低压蒸汽通道与蒸发器6连通，压缩机2有蒸汽通道经加热炉7与第二加热炉8连通，第二加热炉8还有蒸汽通道与汽轮机1连通，汽轮机1还有低压蒸汽通道与蒸发器6连通，蒸发器6还有低压蒸汽通道分别直接与压缩机2连通和经第二汽轮机3与冷凝器5连通；冷凝器5还有冷却介质通道与外部连通，汽轮机1连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经第三汽轮机13降压作功，之后进入蒸发器6；压缩机2排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；流经汽轮机1降压作功，之后进入蒸发器6；进入蒸发器6的低压蒸汽放热降温之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝；汽轮机1、第二汽轮机3和第三汽轮机13输出的功提供给压缩机2和外部作动力，或汽轮机1、第二汽轮机3和第三汽轮机13输出的功提供给压缩机2、升压泵4和外部作动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图7所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置中，将第二加热炉8有蒸汽通道与汽轮机1连通调整为第二加热炉8有蒸汽通道与汽轮机1连通之后汽轮机1还有再热蒸汽通道经第二加热炉8与自身连通。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：第二加热炉8产生的蒸汽进入汽轮机1降压作功至一定程度之后进入第二加热炉8吸热升温，然后回到汽轮机1继续降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽提供给蒸发器6，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图8示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机14并取代汽轮机1，增加双能压缩机15并取代压缩机2，增加扩压管16并取代升压泵4。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经扩压管16降速升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，双能压缩机15排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经膨胀增速机14降压作功并增速，膨胀增速机14排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热并降温，之后分成两路——第一路进入双能压缩机15升压升温并降速，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝，第二汽轮机3和膨胀增速机14输出的功提供给双能压缩机15和外部作动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图9所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加低温回热器和第二升压泵，将冷凝器5有冷凝液管路与升压泵4连通调整为冷凝器5有冷凝液管路经第二升压泵18与低温回热器17连通，压缩机2增设抽汽通道与低温回热器17连通，低温回热器17再有冷凝液管路与升压泵4连通。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5排放的冷凝液流经第二升压泵18升压之后进入低温回热器17，与来自压缩机2的抽汽混合、吸热和升温，抽汽放热成冷凝液；低温回热器17的冷凝液流经升压泵4升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，压缩机2排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热并降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝；进入压缩机2的低压蒸汽升压升温至一定程度之后分成两路——第一路提供给低温回热器17，第二路继续升压升温之后进入加热炉7，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图10所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图9所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机14并取代汽轮机1，增加双能压缩机15并取代压缩机2，增加扩压管16并取代升压泵4，增加第二扩压管19并取代第二升压泵18。

(2)流程上，与图9所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5排放的冷凝液流经第二扩压管19降速升压之后进入低温回热器17，与来自双能压缩机15的抽汽混合、吸热和升温，抽汽放热成冷凝液；低温回热器17的冷凝液流经扩压管16降速升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，双能压缩机15排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经膨胀增速机14降压作功并增速，膨胀增速机14排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热并降温，之后分成两路——第一路进入双能压缩机15升压升温并降速，第二路流经第二汽轮机3降压作功之后进入冷凝器5放热并冷凝；进入双能压缩机15的低压蒸汽升压升温并降速至一定程度之后分成两路——第一路提供给低温回热器17，第二路继续升压升温之后进入加热炉7，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图11示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置中，增加膨胀增速机14并取代第二汽轮机3，增加扩压管16并取代升压泵4。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置相比较，不同之处在于：冷凝器5的冷凝液流经扩压管16降速升压，流经蒸发器6吸热升温和汽化，流经加热炉7继续吸热，之后进入第二加热炉8吸热升温，压缩机2排放的蒸汽流经加热炉7和第二加热炉8逐步吸热升温；第二加热炉8排放的蒸汽流经汽轮机1降压作功，汽轮机1排放的低压蒸汽流经蒸发器6放热并降温，之后分成两路——第一路进入压缩机2升压升温，第二路流经膨胀增速机14降压作功并增速之后进入冷凝器5放热并冷凝，汽轮机1和膨胀增速机14输出的功提供给压缩机2和外部作动力，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

图12所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置中，取消第二热源回热器，将外部有空气通道经热源回热器9与加热炉7连通和外部有空气通道经第二热源回热器10与第二加热炉8连通，调整为外部有空气通道与热源回热器9连通之后分成两路——第一路与加热炉7连通，第二路与第二加热炉8连通；将第二加热炉8有燃气通道经第二热源回热器10与外部连通调整为第二加热炉8有燃气通道经热源回热器9与外部连通。

(2)流程上，与图1所示的双燃料联合循环蒸汽动力装置不同之处在于：第二加热炉8排放的燃气流经热源回热器9放热降温之后对外排放，外部空气流经热源回热器9吸热升温之后分成两路——第一路进入加热炉7参与燃烧，第二路进入第二加热炉8参与燃烧，形成双燃料联合循环蒸汽动力装置。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的双燃料联合循环蒸汽动力装置，具有如下效果和优势：

(1)合理搭配，分段构建，逐级升温，有效降低高温热源形成过程中的温差不可逆损失。

(2)低品位燃料结合高品位燃料为联合循环蒸汽动力装置提供高温驱动热负荷，低品位燃料发挥出高品位燃料效果，大幅度提升低品位燃料转换为机械能的利用率。

(3)直接减少高品位燃料投入，其效果等同于提升高品位燃料转换为机械能的利用率。

(4)当低品位燃料分段使用时，有效提升高温燃气品位，提升低品位燃料利用价值。

(5)提升燃料利用价值，减少温室气体排放，减少污染物排放，节能减排效益突出。

(6)结构简单，流程合理；提升热动装置燃料选择范围和使用价值，降低能耗成本。

(7)提供多种技术方案，有利于降低热动装置的制造成本，有利于扩展技术应用范围。