[发明专利]动力循环系统和方法

权利要求书

1.一种用于产生动力的方法，其特征在于，该方法包括：

在燃烧器中燃烧燃料材料和助燃剂材料以产生热量和燃烧排气；

将来自燃烧器的热量分为燃烧处理产生的热量的第一部分和燃烧处理产生的热量的第二部分；

将燃烧排气的至少一部分和由燃烧处理产生的热量的第一部分直接供给到SCO2布雷顿动力循环以产生动力和第二排气；

将第二排气的至少一部分供给到蒸汽朗肯动力循环，以产生加热的蒸汽和第三排气；以及

将燃烧处理产生的热量的第二部分直接供给到蒸汽朗肯动力循环以从将高温蒸汽引入涡轮机以产生额外动力的加热蒸汽中产生更高温的蒸汽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料材料包括化石燃料材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化石燃料材料为煤或天然气。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述燃烧排气的至少一部分和由所述燃烧处理产生的热量的第一部分直接供给到SCO2布雷顿动力循环以产生动力和第二排气包括：

将高温SCO2引入涡轮机以产生动力和高温SCO2涡轮机排气；以及

从高温SCO2涡轮机排气中回收至少一部分热量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高温SCO2通过以下方法形成，包括：

引入SCO2与至少一部分燃烧排气进行热交换连通，形成加热的SCO2；以及

引入加热的SCO2与燃烧处理产生热量的第一部分进行热交换连通，形成高温SCO2。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，来自高温SCO2涡轮机排气的热量以SCO2的形式在至少900°F的温度下回收。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在引入涡轮机之前，将在至少为900°F温度下的SCO2加热到高达1300°F的温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在至少900°F的温度下的SCO2部分地通过与燃烧排气的热交换连通而被加热。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过如下方法加热在至少900°F的温度下的SCO2，包括：

在至少900°F的温度下引入SCO2，与至少一部分燃烧排气进行热交换连通，形成加热的SCO2；以及

引入加热的SCO2与燃烧处理产生的热量的第一部分进行热交换连通，形成高温SCO2。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

通过涡轮机在高温和高压下膨胀蒸汽，以在较低温度和较低压力下产生动力和蒸汽产品；以及

将蒸汽产品再加压和再加热至少部分地形成被引入至第二排气热交换连通的蒸汽。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，蒸汽在高温和高压下至少部分地通过与燃烧排气的热交换连通而被加热。

12.一种动力装置系统，其特征在于，该系统包括：

用于燃烧燃料材料和助燃剂材料以产生热量和燃烧排气的燃烧器；

利用燃烧排气和燃烧器产生的热量的第一部分产生动力和第二排气的SCO2布雷顿动力循环；

利用第二排气和燃烧器产生的热量的第二部分产生额外的动力和第三排气的蒸汽朗肯动力循环；

其中，至少一部分燃烧排气和燃烧室产生的热量的第一部分直接供给到SCO2布雷顿动力循环，从而燃烧器和SCO2布雷顿动力循环连通；其中，至少一部分第二排气直接从SCO2布雷顿动力循环供给到蒸汽朗肯动力循环，以及燃烧器产生的热量的第二部分直接从燃烧器供给到蒸汽朗肯动力循环的两个热交换器，从而燃烧室、SCO2布雷顿动力循环和蒸汽朗肯动力循环连通；以及

其中，蒸汽朗肯动力循环包括位于两个热交换器之间的第一涡轮机、和两个热交换器中的第二热交换器之后的第二涡轮机。

13.根据权利要求12所述的动力装置系统，其特征在于，所述燃烧器提供恒定的热源部分。