[发明专利]热液喷射多单元蒸气压缩装置及热泵

权利要求书

1.热液喷射多单元蒸气压缩装置，其特征在于：包括热液喷射多单元蒸气压缩器(1)、二级扩容分离室(2)、热液循环增压泵(3)；所述热液喷射多单元蒸气压缩器(1)具有增压循环热液进口(101)、低品位蒸气或二次蒸气进口(105)以及多压缩单元出口的花板(109)；所述二级扩容分离室(2)具有两相流的进口(201)、热液出口(206)以及增压的饱和蒸气出口(205)；

所述热液循环增压泵(3)具有的增压热液出口与热液喷射多单元蒸气压缩器(1)增压循环热液进口(101)连通；热液喷射多单元蒸气压缩器(1)低品位蒸气或二次蒸气进口(105)与界外装置或设备具有的低品位蒸气或二次蒸气出口连通；热液喷射多单元蒸气压缩器(1)多压缩单元出口的花板(109)与所述二级扩容分离室(2)两相流进口(201)连通；二级扩容分离室(2)增压的饱和蒸气出口(205)与界外装置或设备具有的增压的饱和蒸气进口连通；二级扩容分离室(2)热液出口(206)与热液循环增压泵(3)具有的热液进口连通；

所述热液喷射多单元蒸气压缩装置对低品位蒸气或二次蒸气进行压缩使其变成增压的饱和蒸气以进行利用或循环利用包括以下步骤：

1)通过热液循环增压泵(3)将增压的饱和蒸气凝液或同温度、同成分的热液增压，从热液喷射多单元蒸气压缩器(1)增压循环热液进口(101)进入液室(102)，经花板分配到多喷嘴(103)，喷嘴数≥2；在气液混合室(104)喷出，使热液的压力能转变为动能，形成圆锥形的热液喷射流，吸引从外界进入气液混合室的低品位蒸气或二次蒸气，通过花板进入与喷嘴(103)一一对应的多压缩单元(106)，压缩单元数≥2；在压缩单元(106)的加速段(1061)被加速后，进入压缩单元(106)的两相流压缩段(1062)，形成声速或超声速的两相流，因热液的温度大于吸入同组成的低品位蒸气或二次蒸气，故低品位蒸气或二次蒸气不能被冷凝，同时由于热液具有不可压缩性，故只能是低品位蒸气或二次蒸气在声速或超声速的两相流中被压缩，此时又有几十倍质量比其温度高的热液存在，也不能成为增压的过热蒸气，最高也莫过于与高温热液同温的饱和蒸气，即增压的饱和蒸气，两相流经扩压段(1063)扩压后经多压缩单元出口的花板(109)排出，进入二级扩容分离室(2)；

2)两相流入二级扩容分离室(2)，首先进入第一级扩容分离室(202)，因第一级扩容分离室(202)的横切面积是多压缩单元(106)出口横切面积总和的数倍，利用在一定流量下，流体的流速与流通面积成反比的原理，实现第一次扩容降速，将动能转化为压力能；再进入第二级扩容分离室(203)，第二级扩容分离室(203)的横切面积又是第一级扩容分离室(202)的横切面积的数倍，将动能进一步转化为压力能，与此同时，在一定流量下，流体的压力也与流通面积成反比，于是实现流体在第一级扩容分离室(202)降压，将热液的压力能转化为热能，使被压缩蒸气补焓升温；进入第二级扩容分离室(203)，实现流体在第二级扩容分离室(203)进一步降压，将热液的压力能进一步转化为热能，使被压缩蒸气进一步补焓升温，成为与热液同温的饱和蒸气，此时增压的饱和蒸气处于低压；另外由于二级降速和二级降压，则满足了因热液与蒸气因密度差很大，液滴受重力有向下沉降，蒸气要向上升的意向，并提供了足够的空间和停留时间，也使饱和蒸气从气液两相流中与热液很好地分离，通过高效的伞形丝网除沫器(204)除沫后，由于增压的饱和蒸气出口(205)横切面积比第二级扩容分离室(203)横切面积小很多倍，这就使得气液分离能在比背压更低的场景下实现；除沫后的饱和蒸气在增压的饱和蒸气出口(205)成为增压的饱和蒸气并以较高速度排出，进入界外装置或设备具有的增压的饱和蒸气进口，实现利用或循环利用；被分离出的液滴沉降于第二级扩容分离室(203)下部，从热液出口(206)排出；

3)从二级扩容分离室(2)热液出口(206)排出的热液进入热液循环增压泵(3)的热液进口，热液被增压后从热液循环增压泵(3)的热液出口又进入热液喷射多单元蒸气压缩器(1)，实现循环利用。