[发明专利]采用了热力升压的热力系统及升压喷射器

说明书

一种采用了热力升压的热力系统及升压喷射器，属于热能动力或流体动力机械领域，利用热动力使流体实现升压，在热力循环系统中采用了升压喷射器，升压喷射器至少包括入口喷嘴与扩压管，热工质通过入口喷嘴喷射进入升压喷射器内部后在扩压管内减速扩压后排出；升压喷射器通过向内部通入吸热介质与工质混合使工质排热或者在扩压管外壁采用了排热措施，升压喷射器利用热气体工质喷嘴喷射产生的膨胀功大于在扩压管内经过排热扩压的压缩功产生升压动力，可以采用多级升压并增加装置控制升压喷射器内部稳定运行，以及同样原理设计的升压喷射器，可简单低成本提高热力循环效率。

技术领域

本发明属于热能动力或流体动力机械领域。

背景技术

目前，无论火力发电厂的大型蒸汽机组还是光热与生物质发电的中小型蒸汽机组，由于受热面材料有升温极限，热力循环都存在着与炉膛烟气或光热集热器的热源温度有很大的温差，存在温差损失；而燃气机组或内燃机虽然没有热源温差损失却因为压力有限膨胀比不足有很高的排放温度，热力循环存在很大排放损失。还有，由于风电与光伏发电规模快速发展火电机组面临深度调峰与调频的压力，大幅度降负荷不仅主蒸汽阀门节流损失大，而且流量严重偏离工况汽轮机汽动效率明显降低，发电效率下降严重，提高蒸汽机组灵活性与运行效率是目前行业难题。

另外，燃气蒸汽联合循环机组采用增加复杂低效率的余热蒸汽机组提高效率，占地大成本高，受传统蒸汽循环思维影响为提高效率依赖发展大机组，工业领域的灵活应用受局限。

在热力喷射器领域，因为其结构简单成本低使用灵活，而且其内部生成真空时同时具有喷射膨胀过程与减速扩压过程，在工程领域主要用于喷射抽气(汽)，但是因为动力气流与被抽气流之间的合流混合过程容易产生激波流动损失大。在发明专利申请号CN201510346819.8 文件中提出了利用真空动力节能方法，利用喷射器特点在其扩压管内采用了排热降温措施使喷射器的节能应用有了实质性提升，在降压喷射中效果很好，但是真空动力喷射器在用于升压时，由于内部真空状态随工作负荷变化时容易波动随时失去真空而无法稳定工作，应用受到局限。还有发明专利申请号文件CN201711087698.5提出的循环升压方法，进一步使喷射器的节能应用有了实质性突破，但是与其它常用的热力循环一样都属于一次升压，无法直接实现高参数运行，而且同样也存在内部真空无法满足稳定升压工作的难题。

在现有技术局限下，大部分发动机余热都排放掉了，大量的供热锅炉、工业蒸汽锅炉以及干燥用的燃烧炉等，都是高温烟气直接加热低温工质，高温做功潜力全部浪费了，在当前环境污染破坏与气候治理挑战非常严重的时期，实属不应该的现象。

总之，虽然提高能源利用热效率一直是热力行业乃至整个工业领域不断研究的基本课题，但仍然面临的挑战很多，仍然需要实质性的重要突破，面对无穷无尽的太阳能与严重的环境气候问题以及严重贫富差距的社会发展问题，其根本在于，人类不缺最大希望的可再生能源，缺技术。

发明内容

本发明的目的：利用升压喷射器使热力系统实现轻松实现压力与温度自由匹配，消除热源温差与排热损失，低成本大幅度提高热效率。

本发明的技术方案：一种采用了热力升压的热力系统，属于热能动力或流体动力机械领域，利用热动力使流体实现升压，其特征是：在热力循环系统中采用了升压喷射器，利用热流体通过喷射器增加动力的方法实现热力升压，升压喷射器至少包括入口喷嘴与扩压管，热工质通过入口喷嘴喷射进入升压喷射器内部后在扩压管内减速扩压后排出；升压喷射器通过吸热介质通道向内部通入吸热介质与工质混合使工质排热或者在扩压管外壁采用了排热措施，或者两种排热措施都采用了；升压喷射器利用热气体工质喷嘴喷射产生的膨胀功大于在扩压管内经过排热扩压的压缩功产生升压动力；热工质在升压喷射器的扩压管内首先对自身压缩做功，另外对气体吸热介质也压缩做功，并且升压喷射器可以采用以下措施确保稳定工作并且扩大用途，

(1)采用了维持喷嘴出口压力低于入口压力的装置或通道，利用强制的稳压措施确保热工质喷嘴前后有足够的压差或压比；