阅读说明：本技术 单工质联合循环蒸汽动力装置 (Single working medium combined cycle steam power device ) 是由 李鸿瑞 李华玉 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供单工质联合循环蒸汽动力装置,属于能源与动力技术领域。冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通,膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通,混合蒸发器还有蒸汽通道分别与双能压缩机和膨胀机连通,双能压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通,膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通,冷凝器还有冷却介质通道与外部连通,混合蒸发器还有热源介质通道与外部连通,膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力,膨胀增速机和膨胀机连接外部并输出动力,形成单工质联合循环蒸汽动力装置。(The invention provides a single working medium combined cycle steam power device, and belongs to the technical field of energy and power. The condenser is provided with a condensate pipeline which is communicated with the mixing evaporator through a circulating pump, the expansion speed increaser is provided with a steam channel which is communicated with the mixing evaporator, the mixing evaporator is also provided with a steam channel which is respectively communicated with the dual-energy compressor and the expander, the dual-energy compressor is also provided with a steam channel which is communicated with the expansion speed increaser through a high-temperature heat exchanger, and the expander is also provided with a steam channel which is communicated with the condenser; the high-temperature heat exchanger is also provided with a heat source medium channel communicated with the outside, the condenser is also provided with a cooling medium channel communicated with the outside, the hybrid evaporator is also provided with a heat source medium channel communicated with the outside, the expansion speed increaser is connected with the dual-energy compressor and transmits power, and the expansion speed increaser and the expander are connected with the outside and outputs power, so that the single-working-medium combined cycle steam power device is formed.)

单工质联合循环蒸汽动力装置

技术领域：

本发明属于能源与动力技术领域。

背景技术：

利用热能转化为机械能，为人类生活与生产所需要；采用联合循环原理工作的单工质联合循环蒸汽动力装置，在应对非优质燃料的热变功领域有着重大意义。从构成单工质联合循环蒸汽动力装置的部件来看，膨胀机、压缩机和热交换器是必不可少的基本部件和核心部件；对于压缩机和膨胀机这两种核心部件来说，它们的制造难度大，材料要求高，制造成本大——这不利于单工质联合循环蒸汽动力装置的应用。因此，应设法利用简单的部件对其加以替代，或是设法使核心部件的结构简单化，这将显著降低单工质联合循环蒸汽动力装置的制造难度和制造成本，有利于其推广及应用。

本发明以保持或有效提高单工质联合循环蒸汽动力装置的热效率为前提，以降低其核心部件的制造难度和制造成本为目的，兼顾整体装置设计和制造的协调，提出了采用膨胀增速机替代主膨胀机、采用双能压缩机替代主压缩机的单工质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采用膨胀增速机替代主膨胀机、采用双能压缩机取代主压缩机的单工质联合循环蒸汽动力装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由压缩机、膨胀机、喷管、扩压管、第二膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器和混合蒸发器所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通，膨胀机有蒸汽通道经喷管与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别经扩压管与压缩机连通和直接与第二膨胀机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，膨胀机和第二膨胀机连接外部并输出动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀机连接循环泵并传输动力。

2.单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与混合蒸发器连通，膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与双能压缩机和膨胀机连通，双能压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀增速机和膨胀机连接外部并输出动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀增速机连接循环泵并传输动力。

3.单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机、回热器和第二循环泵所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与回热器连通，膨胀机有抽汽通道与回热器连通，回热器还有冷凝液管路经第二循环泵与混合蒸发器连通，膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与双能压缩机和膨胀机连通，双能压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀增速机和膨胀机连接外部并输出动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀增速机连接循环泵和第二循环泵并传输动力。

4.单工质联合循环蒸汽动力装置，主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机和预热器所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与混合蒸发器连通，膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通，混合蒸发器还有蒸汽通道分别与双能压缩机和膨胀机连通，双能压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器或还有热源介质通道与外部连通，预热器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀增速机和膨胀机连接外部并输出动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置；其中，或膨胀增速机连接循环泵并传输动力。

5.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接新增压缩机并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

6.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增双能压缩机，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增双能压缩机连通，新增双能压缩机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接新增双能压缩机并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

7.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增扩压管连通，新增扩压管再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

8.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机连接外部并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

9.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增膨胀增速机，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增膨胀增速机连通，新增膨胀增速机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀增速机连接外部并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

10.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第1-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增喷管，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与新增喷管连通，新增喷管再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

11.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

12.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接新增压缩机并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

13.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增双能压缩机，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与新增双能压缩机连通，新增双能压缩机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机连接新增双能压缩机并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

14.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与新增扩压管连通，新增扩压管再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

15.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机连接外部并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

16.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增膨胀增速机，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与新增膨胀增速机连通，新增膨胀增速机再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀增速机连接外部并传输动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

17.单工质联合循环蒸汽动力装置，是在第2-4项所述的任一单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增喷管，将双能压缩机有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀增速机连通调整为双能压缩机有蒸汽通道经高温回热器和高温热交换器与新增喷管连通，新增喷管再有蒸汽通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有蒸汽通道与混合蒸发器连通调整为膨胀增速机有蒸汽通道经高温回热器与混合蒸发器连通，新增高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，形成单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质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单工质联合循环蒸汽动力装置第12种原则性热力系统图。

图13是依据本发明所提供的单工质联合循环蒸汽动力装置第13种原则性热力系统图。

图14是依据本发明所提供的单工质联合循环蒸汽动力装置第14种原则性热力系统图。

图15是依据本发明所提供的单工质联合循环蒸汽动力装置第15种原则性热力系统图。

图中，1-压缩机，2-膨胀机，3-喷管，4-扩压管，5-第二膨胀机，6-循环泵，7-高温热交换器，8-冷凝器，9-混合蒸发器，10-双能压缩机，11-膨胀增速机，12-回热器，13-第二循环泵，14-预热器，15-高温回热器；A-新增压缩机，B-新增膨胀机，C-新增高温热交换器，D-新增双能压缩机，E-新增扩压管，F-新增膨胀增速机，G-新增喷管。

为了能够清楚地表述和认识本发明的内涵与实质，这里对双能压缩机和膨胀增速机给出如下特别说明：

(1)双能压缩机——利用外部机械能和流体自身动能共同实现介质压力升高的设备，是压缩机和扩压管的结合体。

(2)膨胀增速机——在一定压降下，实现降压作功和降压增速双重功能的设备，是膨胀机和喷管的结合体。

(3)对图1中的第二膨胀机5或图2中的膨胀机2来说，其不仅要将蒸汽的热能转换为机械能(降压作功)，同时也要把蒸汽的动能转换为机械能(降速作功)，这与传统膨胀机的作用是不同的。

具体实施方式

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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所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、喷管、扩压管、第二膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器和混合蒸发器所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6与混合蒸发器9连通，膨胀机2有蒸汽通道经喷管3与混合蒸发器9连通，混合蒸发器9还有蒸汽通道分别经扩压管4与压缩机1连通和直接与第二膨胀机5连通，压缩机1还有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀机2连通，第二膨胀机5还有蒸汽通道与冷凝器8连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力，膨胀机2和第二膨胀机5连接外部并输出动力。

(2)流程上，冷凝器8的冷凝液经循环泵6升压进入混合蒸发器9，与来自喷管3的高温蒸汽混合并同时吸收外部热源介质提供的热负荷之后汽化，混合蒸发器9产生的蒸汽分成两路——第一路流经扩压管4升压、升温并降速，流经压缩机1升压升温，流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀机2降压作功，流经喷管3降压、降温并增速，之后进入混合蒸发器9放热并降温；第二路流经第二膨胀机5降速、降压并作功，之后进入冷凝器8放热于冷却介质并冷凝；热源介质通过高温热交换器7和混合蒸发器9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀机2向压缩机1提供动力，膨胀机2和第二膨胀机5共同对外提供动力(如带动工作机或发电机)，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图2所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6与混合蒸发器9连通，膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通，混合蒸发器9还有蒸汽通道分别与双能压缩机10和膨胀机2连通，双能压缩机10还有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通，膨胀机2还有蒸汽通道与冷凝器8连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接双能压缩机10并传输动力，膨胀增速机11和膨胀机2连接外部并输出动力。

(2)流程上，冷凝器8的冷凝液经循环泵6升压进入混合蒸发器9，与来自膨胀增速机11的高温蒸汽混合并同时吸收外部热源介质提供的热负荷之后汽化，混合蒸发器9产生的蒸汽分别进入双能压缩机10升压、升温并降速和进入膨胀机2降速、降压并作功；双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，之后进入混合蒸发器9放热并降温；膨胀机2排放的蒸汽进入冷凝器8，放热于冷却介质并冷凝；热源介质通过高温热交换器7和混合蒸发器9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀增速机11向双能压缩机10提供动力，膨胀机2和膨胀增速机11共同对外提供动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图3所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机、回热器和第二循环泵所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6与回热器12连通，膨胀机2有抽汽通道与回热器12连通，回热器12还有冷凝液管路经第二循环泵13与混合蒸发器9连通，膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通，混合蒸发器9还有蒸汽通道分别与双能压缩机10和膨胀机2连通，双能压缩机10还有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通，膨胀机2还有蒸汽通道与冷凝器8连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接双能压缩机10并传输动力，膨胀增速机11和膨胀机2连接外部并输出动力。

(2)流程上，冷凝器8的冷凝液经循环泵6升压进入回热器12，膨胀机2的抽汽进入回热器12放热并冷凝，回热器12的冷凝液经第二循环泵13升压进入混合蒸发器9，与来自膨胀增速机11的高温蒸汽混合并同时吸收外部热源介质提供的热负荷之后汽化，混合蒸发器9产生的蒸汽分成两路——第一路提供给双能压缩机10，第二路提供给膨胀机2；第一路蒸汽流经双能压缩机10升压、升温并降速，流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，之后进入混合蒸发器9放热并降温；第二路蒸汽进入膨胀机2完成部分降速、降压并作功之后又分成两路——第一路进入回热器12，第二路继续降压作功之后进入冷凝器8放热并冷凝；热源介质通过高温热交换器7和混合蒸发器9提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀增速机11向双能压缩机10提供动力，膨胀机2和膨胀增速机11共同对外提供动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由膨胀机、循环泵、高温热交换器、冷凝器、混合蒸发器、双能压缩机、膨胀增速机和预热器所组成；冷凝器8有冷凝液管路经循环泵6和预热器14与混合蒸发器9连通，膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通，混合蒸发器9还有蒸汽通道分别与双能压缩机10和膨胀机2连通，双能压缩机10还有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通，膨胀机2还有蒸汽通道与冷凝器8连通；高温热交换器7还有热源介质通道与外部连通，冷凝器8还有冷却介质通道与外部连通，混合蒸发器9还有热源介质通道与外部连通，预热器14还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接双能压缩机10并传输动力，膨胀增速机11和膨胀机2连接外部并输出动力。

(2)流程上，冷凝器8的冷凝液流经循环泵6升压，流经预热器14吸热升温，之后进入混合蒸发器9；膨胀增速机11排放的高温蒸汽进入混合蒸发器9与冷凝液混合并放热，外部热源介质向冷凝液提供热负荷，冷凝液吸热并汽化；混合蒸发器9产生的蒸汽分别进入双能压缩机10升压、升温并降速和进入膨胀机2降速、降压并作功；双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，流经膨胀增速机11降压作功和降压增速，之后进入混合蒸发器9放热并降温；膨胀机2排放的蒸汽进入冷凝器8，放热于冷却介质并冷凝；热源介质通过高温热交换器7、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器8带走低温热负荷，膨胀增速机11向双能压缩机10提供动力，膨胀机2和膨胀增速机11共同对外提供动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图5所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与新增压缩机A连通，新增压缩机A再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接新增压缩机A并传输动力。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增压缩机A升压升温；新增压缩机A排放的蒸汽流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11向新增压缩机A提供动力，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图6所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增双能压缩机，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与新增双能压缩机D连通，新增双能压缩机D再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接新增双能压缩机D并传输动力。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增双能压缩机D降速、升压并升温；新增双能压缩机D排放的蒸汽流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11向新增双能压缩机D提供动力，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图7所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与新增扩压管E连通，新增扩压管E再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增扩压管E升压、升温并降速；新增扩压管E排放的蒸汽流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图8所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与新增膨胀机B连通，新增膨胀机B再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀机B连接外部并传输动力。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增膨胀机B降压作功；新增膨胀机B排放的蒸汽流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；新增膨胀机B输出的功对外提供，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图9所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增膨胀增速机，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与新增膨胀增速机F连通，新增膨胀增速机F再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀增速机F连接外部并传输动力。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增膨胀增速机F降压作功和降压增速；新增膨胀增速机F排放的蒸汽流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；新增膨胀增速机F输出的功对外提供，热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图10所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加新增高温热交换器和新增喷管，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与新增喷管G连通，新增喷管G再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽流经高温热交换器7并吸热，之后进入新增喷管G降压、降温并增速；新增喷管G排放的蒸汽流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；热源介质分别通过高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图11所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温回热器15和高温热交换器7与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通调整为膨胀增速机11有蒸汽通道经高温回热器15与混合蒸发器9连通。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽，流经高温回热器15和高温热交换器7并逐步吸热升温，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11排放的蒸汽，流经高温回热器15放热降温之后进入混合蒸发器9，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图12所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增双能压缩机，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温回热器15和高温热交换器7与新增双能压缩机D连通，新增双能压缩机D再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通调整为膨胀增速机11有蒸汽通道经高温回热器15与混合蒸发器9连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通，膨胀增速机11连接新增双能压缩机D并传输动力。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽，流经高温回热器15和高温热交换器7并逐步吸热升温，之后进入新增双能压缩机D升压、升温并降速；新增双能压缩机D排放的蒸汽，流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11排放的蒸汽流经高温回热器15并放热降温，之后进入混合蒸发器9；热源介质分别通过分别高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，膨胀增速机11向新增双能压缩机D提供动力，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图13所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增扩压管，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温回热器15和高温热交换器7与新增扩压管E连通，新增扩压管E再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通调整为膨胀增速机11有蒸汽通道经高温回热器15与混合蒸发器9连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽，流经高温回热器15和高温热交换器7并逐步吸热升温，之后进入新增扩压管E升压、升温并降速；新增扩压管E排放的蒸汽，流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11排放的蒸汽流经高温回热器15并放热降温，之后进入混合蒸发器9；热源介质分别通过分别高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图14所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增膨胀增速机，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温回热器15和高温热交换器7与新增膨胀增速机F连通，新增膨胀增速机F再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通调整为膨胀增速机11有蒸汽通道经高温回热器15与混合蒸发器9连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通，新增膨胀增速机F连接外部并传输动力。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽，流经高温回热器15和高温热交换器7并逐步吸热升温，之后进入新增膨胀增速机F降压作功和降压增速；新增膨胀增速机F排放的蒸汽，流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11排放的蒸汽，流经高温回热器15并放热降温，之后进入混合蒸发器9；热源介质分别通过分别高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，新增膨胀增速机F的作功对外提供，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

图15所示的单工质联合循环蒸汽动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置中，增加高温回热器、新增高温热交换器和新增喷管，将双能压缩机10有蒸汽通道经高温热交换器7与膨胀增速机11连通调整为双能压缩机10有蒸汽通道经高温回热器15和高温热交换器7与新增喷管G连通，新增喷管G再有蒸汽通道经新增高温热交换器C与膨胀增速机11连通，将膨胀增速机11有蒸汽通道与混合蒸发器9连通调整为膨胀增速机11有蒸汽通道经高温回热器15与混合蒸发器9连通，新增高温热交换器C还有热源介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图4所示的单工质联合循环蒸汽动力装置相比，不同之处在于——双能压缩机10排放的蒸汽，流经高温回热器15和高温热交换器7并逐步吸热升温，之后进入新增喷管G降压、降温并增速；新增喷管G排放的蒸汽，流经新增高温热交换器C并吸热，之后进入膨胀增速机11降压作功和降压增速；膨胀增速机11排放的蒸汽，流经高温回热器15并放热降温，之后进入混合蒸发器9；热源介质分别通过分别高温热交换器7、新增高温热交换器C、混合蒸发器9和预热器14提供驱动热负荷，形成单工质联合循环蒸汽动力装置。

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

(1)采用双能压缩机和膨胀增速机，分别替代主压缩机和主膨胀机，大幅度降低单工质联合循环蒸汽动力装置的制造难度和制造成本。

(2)双能压缩机和膨胀增速机相互配合，有利于协调整体装置的设计和制造。

(3)采用喷管或膨胀增速机替代非主要膨胀机，有效降低单工质联合循环蒸汽动力装置的制造难度和制造成本。

(4)采用扩压管或双能压缩机替代非主要压缩机，有效降低单工质联合循环蒸汽动力装置的制造难度和制造成本。

(5)简单部件替代复杂部件，有利于保持或提高单工质联合循环蒸汽动力装置的热效率。

(6)给出多种具体技术方案，应对众多不同的实际状况，有较宽的适用范围。

(7)扩展了单工质联合循环蒸汽动力装置技术，丰富了单工质联合循环蒸汽动力装置的类型，有利于更好地实现热能转化为机械能，扩展其应用范围。