联合循环动力装置的制作方法

技术领域：

本发明属于能源与动力技术领域。

背景技术：
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冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见。在动力需求技术领域，利用热能转换为机械能是获得和提供动力的重要方式。以汽柴油和天然气为代表的优质燃料的直燃型燃气-蒸汽联合循环中，热能转换为机械能的效率高是其最大优势，但也存在着装置复杂、制造难度大和制造成本高的问题。在这样的联合循环动力装置中，膨胀机、压缩机和热交换器往往是必不可少的基本部件和核心部件；其中压缩机和膨胀机的制造难度大，材料要求高，制造成本大——这不利于联合循环动力装置的推广应用。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，以降低联合循环动力装置的制造难度和制造成本。

本发明以保持或有效提高联合循环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，提出了采用双能压缩机和膨胀增速机相结合并分别取代主压缩机和主膨胀机的联合循环动力装置。

技术实现要素：
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本发明主要目的是要提供双能压缩机和膨胀增速机相结合并替代相应主压缩机和主膨胀机的联合循环动力装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.联合循环动力装置，主要由压缩机、扩压管、膨胀机、喷管、第二膨胀机、第三膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、低温蒸发器、中温蒸发器和内燃机所组成；冷凝器有冷凝液管路经循环泵与低温蒸发器连通之后低温蒸发器再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，第三膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有循环介质通道经喷管、中温蒸发器、低温蒸发器和扩压管与压缩机连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，内燃机还有冷却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，低温蒸发器或还有热介质通道与外部连通，中温蒸发器或还有热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、第二膨胀机、第三膨胀机和内燃机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

2.联合循环动力装置，主要由膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、低温蒸发器、中温蒸发器、内燃机、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低温蒸发器连通之后低温蒸发器再有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀增速机还有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，内燃机还有冷却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，低温蒸发器或还有热介质通道与外部连通，中温蒸发器或还有热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，膨胀机、第二膨胀机、内燃机和膨胀增速机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

3.联合循环动力装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、低温蒸发器、中温蒸发器、内燃机、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低温蒸发器连通之后低温蒸发器再有蒸汽通道与膨胀机连通，膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；冷凝器还有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与冷凝器连通；双能压缩机有循环介质通道经高温热交换器与膨胀增速机连通，膨胀增速机还有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有气态燃料通道经压缩机与内燃机连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通，内燃机还有冷却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，低温蒸发器或还有热介质通道与外部连通，中温蒸发器或还有热介质通道与外部连通；内燃机连接压缩机并传输动力，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，膨胀机、第二膨胀机、内燃机和膨胀增速机连接外部并输出动力，形成联合循环动力装置。

4.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，膨胀增速机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

5.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加第二双能压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温热交换器与第二双能压缩机连通，第二双能压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，膨胀增速机连接第二双能压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

6.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增扩压管和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温热交换器与新增扩压管连通，新增扩压管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，形成联合循环动力装置。

7.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，新增膨胀机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。

8.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加第二膨胀增速机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温热交换器与第二膨胀增速机连通，第二膨胀增速机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，第二膨胀增速机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。

9.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加喷管和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温热交换器与喷管连通，喷管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，形成联合循环动力装置。

10.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，形成联合循环动力装置。

11.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与新增压缩机连通，新增压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，膨胀增速机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

12.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加第二双能压缩机、高温回热器和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与第二双能压缩机连通，第二双能压缩机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，膨胀增速机连接第二双能压缩机并传输动力，形成联合循环动力装置。

13.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增扩压管和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与新增扩压管连通，新增扩压管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，形成联合循环动力装置。

14.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，新增膨胀机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。

15.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加第二膨胀增速机、高温回热器和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与第二膨胀增速机连通，第二膨胀增速机再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，第二膨胀增速机连接外部并传输动力，形成联合循环动力装置。

16.联合循环动力装置，是在第2-3项所述的任一联合循环动力装置中，增加喷管、高温回热器和新增高温热交换器，将双能压缩机有循环介质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循环介质通道经高温回热器和高温热交换器与喷管连通，喷管再有循环介质通道经新增高温热交换器与膨胀增速机连通，将膨胀增速机有循环介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通调整为膨胀增速机有循环介质通道经高温回热器、中温蒸发器和低温蒸发器与双能压缩机连通，将内燃机有燃气通道经高温热交换器与外部连通调整为内燃机有燃气通道经新增高温热交换器和高温热交换器与外部连通，形成联合循环动力装置。

17.联合循环动力装置，是在第1-16项所述的任一联合循环动力装置中，增加回热器、第三循环泵、第二回热器和第四循环泵，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵与低温蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵与回热器连通，膨胀机增设抽汽通道与回热器连通，回热器再有冷凝液管路经第三循环泵与低温蒸发器连通；将冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵与第二回热器连通，膨胀机增设第二抽汽通道与第二回热器连通，第二回热器再有冷凝液管路经第四循环泵与中温蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

18.联合循环动力装置，是在第1-16项所述的任一联合循环动力装置中，增加预热器和第二预热器，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵与低温蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与低温蒸发器连通，将冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通调整为冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵和第二预热器与中温蒸发器连通，预热器和第二预热器还分别有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

19.联合循环动力装置，是在第18项所述的任一联合循环动力装置中，将冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器与低温蒸发器连通以及冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵和第二预热器与中温蒸发器连通，一并调整为冷凝器有冷凝液管路经循环泵和预热器之后分成两路——第一路直接与低温蒸发器连通，第二路经第二循环泵和第二预热器与中温蒸发器连通，形成联合循环动力装置。

20.联合循环动力装置，是在第2-19项所述的任一联合循环动力装置中，增加中间再热器，将低温蒸发器有蒸汽通道与膨胀机连通和膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通调整为低温蒸发器有蒸汽通道与膨胀机连通、膨胀机有中间再热蒸汽通道经中间再热器与膨胀机连通和膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通，中间再热器还有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

21.联合循环动力装置，是在第2-16项所述的任一联合循环动力装置中，增加第二冷凝器，将第二膨胀机有蒸汽通道与冷凝器连通调整为第二膨胀机有蒸汽通道与第二冷凝器连通，将冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通调整为第二冷凝器有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通，第二冷凝器还有冷却介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

22.联合循环动力装置，是在第2-20项所述的任一联合循环动力装置中，取消内燃机与外部连通的冷却介质通道，增加新增循环泵，冷凝器增设冷凝液管路经新增循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与膨胀机或第二膨胀机连通，形成联合循环动力装置。

23.联合循环动力装置，是在第2-20项所述的任一联合循环动力装置中，取消内燃机与外部连通的冷却介质通道，增加新增循环泵和新增过热器，冷凝器增设冷凝液管路经新增循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道经新增过热器与膨胀机或第二膨胀机连通，新增过热器还有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

24.联合循环动力装置，是在第21项所述的任一联合循环动力装置中，取消内燃机与外部连通的冷却介质通道，增加新增循环泵，第二冷凝器增设冷凝液管路经新增循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与第二膨胀机连通，形成联合循环动力装置。

25.联合循环动力装置，是在第21项所述的任一联合循环动力装置中，取消内燃机与外部连通的冷却介质通道，增加新增循环泵和新增过热器，第二冷凝器增设冷凝液管路经新增循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道经新增过热器与第二膨胀机连通，新增过热器还有热介质通道与外部连通，形成联合循环动力装置。

附图说明：

图1是依据本发明所提供的联合循环动力装置第1种原则性热力系统图。

图2是依据本发明所提供的联合循环动力装置第2种原则性热力系统图。

图3是依据本发明所提供的联合循环动力装置第3种原则性热力系统图。

图4是依据本发明所提供的联合循环动力装置第4种原则性热力系统图。

图5是依据本发明所提供的联合循环动力装置第5种原则性热力系统图。

图6是依据本发明所提供的联合循环动力装置第6种原则性热力系统图。

图7是依据本发明所提供的联合循环动力装置第7种原则性热力系统图。

图8是依据本发明所提供的联合循环动力装置第8种原则性热力系统图。

图9是依据本发明所提供的联合循环动力装置第9种原则性热力系统图。

图10是依据本发明所提供的联合循环动力装置第10种原则性热力系统图。

图11是依据本发明所提供的联合循环动力装置第11种原则性热力系统图。

图12是依据本发明所提供的联合循环动力装置第12种原则性热力系统图。

图13是依据本发明所提供的联合循环动力装置第13种原则性热力系统图。

图14是依据本发明所提供的联合循环动力装置第14种原则性热力系统图。

图15是依据本发明所提供的联合循环动力装置第15种原则性热力系统图。

图16是依据本发明所提供的联合循环动力装置第16种原则性热力系统图。

图17是依据本发明所提供的联合循环动力装置第17种原则性热力系统图。

图中，1-压缩机，2-扩压管，3-膨胀机，4-喷管，5-第二膨胀机，6-第三膨胀机，7-循环泵，8-第二循环泵，9-高温热交换器，10-冷凝器，11-低温蒸发器，12-中温蒸发器，13-内燃机，14-双能压缩机，15-膨胀增速机，16-双能压缩机，17-第二膨胀增速机，18-高温回热器，19-回热器，20-第三循环泵，21-第二回热器，22-第四循环泵，23-预热器，24-第二预热器，25-中间再热器，26-第二冷凝器；a-新增压缩机，b-新增高温热交换器，c-新增扩压管，d-新增膨胀机，e-新增循环泵，f-新增过热器。

为了清楚地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作出如下说明：

(1)双能压缩机——利用外部机械能和流体自身动能共同实现流体压力升高的设备，是压缩机和扩压管的结合体或其它具有同样功能的设备。

(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或其它具有同样功能的设备。

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所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由压缩机、扩压管、膨胀机、喷管、第二膨胀机、第三膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、低温蒸发器、中温蒸发器和内燃机所组成；冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7与低温蒸发器11连通之后低温蒸发器11再有蒸汽通道与第二膨胀机5连通，第二膨胀机5还有蒸汽通道与冷凝器10连通；冷凝器10还有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通之后中温蒸发器12再有蒸汽通道与第三膨胀机6连通，第三膨胀机6还有蒸汽通道与冷凝器10连通；压缩机1有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀机3连通，膨胀机3还有循环介质通道经喷管4、中温蒸发器12、低温蒸发器11和扩压管2与压缩机1连通；外部有空气通道与内燃机13连通，外部还有燃料通道与内燃机13连通，内燃机13还有燃气通道经高温热交换器9与外部连通，内燃机13还有冷却介质通道与外部连通，冷凝器10还有冷却介质通道与外部连通；膨胀机3连接压缩机1并传输动力，膨胀机3、第二膨胀机5、第三膨胀机6和内燃机13连接外部并输出动力。

(2)流程上，压缩机1排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，流经膨胀机3降压作功，流经喷管4降压增速，流经中温蒸发器12和低温蒸发器11逐步放热降温，流经扩压管2升压升温并降速，之后进入压缩机1升压升温；冷凝器10的第一路冷凝液经循环泵7加压进入低温蒸发器11吸热并汽化，蒸汽流经第二膨胀机5降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝；冷凝器10的第二路冷凝液经第二循环泵8加压进入中温蒸发器12吸热并汽化，蒸汽流经第三膨胀机6降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝；外部燃料和空气进入内燃机13，在内燃机13气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机13排放的燃气流经高温热交换器9放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机13吸热之后对外排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器10带走低温热负荷，膨胀机3向压缩机1提供动力，膨胀机3、第二膨胀机5、第三膨胀机6和内燃机13共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图2所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、低温蒸发器、中温蒸发器、内燃机、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7与低温蒸发器11连通之后低温蒸发器11再有蒸汽通道与膨胀机3连通，膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器10连通；冷凝器10还有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通之后中温蒸发器12再有蒸汽通道与第二膨胀机5连通，第二膨胀机5还有蒸汽通道与冷凝器10连通；双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通，膨胀增速机15还有循环介质通道经中温蒸发器12和低温蒸发器11与双能压缩机14连通；外部有空气通道与内燃机13连通，外部还有燃料通道与内燃机13连通，内燃机13还有燃气通道经高温热交换器9与外部连通，内燃机13还有冷却介质通道与外部连通，冷凝器10还有冷却介质通道与外部连通；膨胀增速机15连接双能压缩机14并传输动力，膨胀机3、第二膨胀机5、内燃机13和膨胀增速机15连接外部并输出动力。

(2)流程上，双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，流经膨胀增速机15降压作功和降压增速，流经中温蒸发器12和低温蒸发器11逐步放热降温，之后进入双能压缩机14升压升温并降速；冷凝器10的第一路冷凝液经循环泵7加压进入低温蒸发器11吸热并汽化，蒸汽流经膨胀机3降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝；冷凝器10的第二路冷凝液经第二循环泵8加压进入中温蒸发器12吸热并汽化，蒸汽流经第二膨胀机5降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝；外部燃料和空气进入内燃机13，在内燃机13气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机13排放的燃气流经高温热交换器9放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机13吸热之后对外排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器10带走低温热负荷，膨胀增速机15向双能压缩机14提供动力，膨胀机3、第二膨胀机5、内燃机13和膨胀增速机15共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图3所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、冷凝器、低温蒸发器、中温蒸发器、内燃机、双能压缩机和膨胀增速机所组成；冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7与低温蒸发器11连通之后低温蒸发器11再有蒸汽通道与膨胀机3连通，膨胀机3还有蒸汽通道与冷凝器10连通；冷凝器10还有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通之后中温蒸发器12再有蒸汽通道与第二膨胀机5连通，第二膨胀机5还有蒸汽通道与冷凝器10连通；双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通，膨胀增速机15还有循环介质通道经中温蒸发器12和低温蒸发器11与双能压缩机14连通；外部有空气通道与内燃机13连通，外部还有气态燃料通道经压缩机1与内燃机13连通，内燃机13还有燃气通道经高温热交换器9与外部连通，内燃机13还有冷却介质通道与外部连通，冷凝器10还有冷却介质通道与外部连通，低温蒸发器11还有热介质通道与外部连通，中温蒸发器12还有热介质通道与外部连通；内燃机13连接压缩机1并传输动力，膨胀增速机15连接双能压缩机14并传输动力，膨胀机3、第二膨胀机5、内燃机13和膨胀增速机15连接外部并输出动力。

(2)流程上，双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，流经膨胀增速机15降压作功和降压增速，流经中温蒸发器12和低温蒸发器11逐步放热降温，之后进入双能压缩机14升压升温并降速；冷凝器10的第一路冷凝液经循环泵7加压进入低温蒸发器11吸热并汽化，蒸汽流经膨胀机3降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝；冷凝器10的第二路冷凝液经第二循环泵8加压进入中温蒸发器12吸热并汽化，蒸汽流经第二膨胀机5降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝；外部空气进入内燃机13，外部气态燃料经压缩机1加压之后进入内燃机13，空气和燃料在内燃机13气缸内完成压包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机13排放的燃气流经高温热交换器9放热并排放，外部冷却介质流经内燃机13吸热之后对外排放；燃料通过燃烧提供驱动热负荷，热介质——流经高温热交换器9之后的燃气，其它可提供热负荷的热源或热源介质——通过低温蒸发器11和中温蒸发器12提供驱动热负荷，冷却介质通过冷凝器10带走低温热负荷，内燃机13向压缩机1提供动力，膨胀增速机15向双能压缩机14提供动力，膨胀机3、第二膨胀机5、内燃机13和膨胀增速机15共同对外提供动力，形成联合循环动力装置。

图4所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加新增压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与新增压缩机a连通，新增压缩机a再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通，膨胀增速机15连接新增压缩机a并传输动力。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，之后进入新增压缩机a升压升温；新增压缩机a排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，之后进入膨胀增速机15降压作功和降压增速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，膨胀增速机15向新增压缩机a提供动力，形成联合循环动力装置。

图5所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加第二双能压缩机和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与第二双能压缩机16连通，第二双能压缩机16再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通，膨胀增速机15连接第二双能压缩机16并传输动力。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，之后进入第二双能压缩机16升压升温并降速；第二双能压缩机16排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，之后进入膨胀增速机15降压作功和降压增速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，膨胀增速机15向第二双能压缩机16提供动力，形成联合循环动力装置。

图6所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加新增扩压管和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与新增扩压管c连通，新增扩压管c再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，之后进入新增扩压管c升压升温并降速；新增扩压管c排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，之后进入膨胀增速机15降压作功和降压增速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，形成联合循环动力装置。

图7所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加新增膨胀机和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与新增膨胀机d连通，新增膨胀机d再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通，新增膨胀机d连接外部并传输动力。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，之后进入新增膨胀机d降压作功；新增膨胀机d排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，之后进入膨胀增速机15降压作功和降压增速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，新增膨胀机d输出的功对外输出，形成联合循环动力装置。

图8所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加第二膨胀增速机和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与第二膨胀增速机17连通，第二膨胀增速机17再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通，第二膨胀增速机17连接外部并传输动力。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，之后进入第二膨胀增速机17降压作功和降压增速；第二膨胀增速机17排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，之后进入膨胀增速机15降压作功和降压增速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，第二膨胀增速机17输出的功对外输出，形成联合循环动力装置。

图9所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加喷管和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与喷管4连通，喷管4再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温热交换器9并吸热，之后进入喷管4降压增速；喷管4排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，之后进入膨胀增速机15降压作功和降压增速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，形成联合循环动力装置。

图10所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加高温回热器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温回热器18和高温热交换器9与膨胀增速机15连通，将膨胀增速机15有循环介质通道经中温蒸发器12和低温蒸发器11与双能压缩机14连通调整为膨胀增速机15有循环介质通道经高温回热器18、中温蒸发器12和低温蒸发器11与双能压缩机14连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温回热器18和高温热交换器9并逐步吸热，流经膨胀增速机15降压作功和降压增速，流经高温回热器18、中温蒸发器12和低温蒸发器11逐步放热，之后进入双能压缩机14升压升温并降速，形成联合循环动力装置。

图11所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加高温回热器、新增扩压管和新增高温热交换器，将双能压缩机14有循环介质通道经高温热交换器9与膨胀增速机15连通调整为双能压缩机14有循环介质通道经高温回热器18和高温热交换器9与新增扩压管c连通，新增扩压管c再有循环介质通道经新增高温热交换器b与膨胀增速机15连通，将膨胀增速机15有循环介质通道经中温蒸发器12和低温蒸发器11与双能压缩机14连通调整为膨胀增速机15有循环介质通道经高温回热器18、中温蒸发器12和低温蒸发器11与双能压缩机14连通，将内燃机13有燃气通道经高温热交换器9与外部连通调整为内燃机13有燃气通道经新增高温热交换器b和高温热交换器9与外部连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——双能压缩机14排放的循环介质流经高温回热器18和高温热交换器9并逐步吸热，之后进入新增扩压管c升压升温并降速；新增扩压管c排放的循环介质流经新增高温热交换器b并吸热，流经膨胀增速机15降压作功和降压增速，流经高温回热器18、中温蒸发器12和低温蒸发器11逐步放热降温，之后进入双能压缩机14升压升温并降速；内燃机13排放的燃气流经新增高温热交换器b和高温热交换器9逐步放热并对外排放，形成联合循环动力装置。

图12所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加回热器、第三循环泵、第二回热器和第四循环泵，将冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7与低温蒸发器11连通调整为冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7与回热器19连通，膨胀机3增设抽汽通道与回热器19连通，回热器19再有冷凝液管路经第三循环泵20与低温蒸发器11连通；将冷凝器10有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通调整为冷凝器10有冷凝液管路经第二循环泵8与第二回热器21连通，膨胀机3增设第二抽汽通道与第二回热器21连通，第二回热器21再有冷凝液管路经第四循环泵22与中温蒸发器12连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——流经循环泵7升压之后的冷凝液进入回热器19，流经第二循环泵8升压之后的冷凝液进入第二回热器21；进入膨胀机3的蒸汽降压作功至某一压力之后分成三路——第一路继续降压作功并进入冷凝器10，第二路通过抽汽通道进入回热器19与冷凝液进行混合放热并冷凝，第三路通过第二抽汽通道进入第二回热器21与冷凝液进行混合放热并冷凝；回热器19的冷凝液经第三循环泵20升压之后进入低温蒸发器11，第二回热器21的冷凝液经第四循环泵22升压之后进入中温蒸发器12，形成联合循环动力装置。

图13所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加预热器和第二预热器，将冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7与低温蒸发器11连通调整为冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7和预热器23与低温蒸发器11连通，将冷凝器10有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通调整为冷凝器10有冷凝液管路经第二循环泵8和第二预热器24与中温蒸发器12连通，预热器23和第二预热器24还分别有热介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——冷凝器10的第一路冷凝液流经循环泵7升压和流经预热器23吸热升温之后进入低温蒸发器11吸热汽化，冷凝器10的第二路冷凝液流经第二循环泵8升压和流经第二预热器24吸热升温之后进入中温蒸发器12吸热汽化，形成联合循环动力装置。

图14所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图13所示的联合循环动力装置中，将冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7和预热器23与低温蒸发器11连通以及冷凝器10有冷凝液管路经第二循环泵8和第二预热器24与中温蒸发器12连通，一并调整为冷凝器10有冷凝液管路经循环泵7和预热器23之后分成两路——第一路直接与低温蒸发器11连通，第二路经第二循环泵8和第二预热器24与中温蒸发器12连通。

(2)流程上，与图13所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——冷凝器10的冷凝液流经循环泵7升压和流经预热器23吸热升温之后分成两路——第一路直接进入低温蒸发器11，第二路经第二循环泵8升压和第二预热器24吸热升温之后进入中温蒸发器12，形成联合循环动力装置。

图15所示的联合循环动力装置是这样实现的：

在图2所示的联合循环动力装置中，增加中间再热器，将低温蒸发器11有蒸汽通道与膨胀机3连通和膨胀机3有蒸汽通道与冷凝器10连通调整为低温蒸发器11有蒸汽通道与膨胀机3连通、膨胀机3有中间再热蒸汽通道经中间再热器25与膨胀机3连通和膨胀机3有蒸汽通道与冷凝器10连通，中间再热器25还有热介质通道与外部连通；进入膨胀机3的蒸汽降压作功至某一压力时，全部引出并通过中间再热蒸汽通道流经中间再热器25吸热升温，然后进入膨胀机3继续降压作功，之后进入冷凝器10放热并冷凝，形成联合循环动力装置。

图16所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，增加第二冷凝器，将第二膨胀机5有蒸汽通道与冷凝器10连通调整为第二膨胀机5有蒸汽通道与第二冷凝器26连通，将冷凝器10有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通调整为第二冷凝器26有冷凝液管路经第二循环泵8与中温蒸发器12连通，第二冷凝器26还有冷却介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——第二膨胀机5排放的蒸汽进入第二冷凝器26放热于冷却介质并冷凝，第二冷凝器26的冷凝液流经第二循环泵8升压，流经中温蒸发器12吸热并汽化，之后进入第二膨胀机5降压作功，形成联合循环动力装置。

图17所示的联合循环动力装置是这样实现的：

(1)结构上，在图2所示的联合循环动力装置中，取消内燃机13与外部连通的冷却介质通道，增加新增循环泵和新增过热器，冷凝器10增设冷凝液管路经新增循环泵e与内燃机13连通之后内燃机13再有蒸汽通道经新增过热器f与第二膨胀机5连通，新增过热器f还有热介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图2所示的联合循环动力装置循环流程相比较，不同之处在于——冷凝器10的一路冷凝液经新增循环泵e升压之后提供给内燃机13作循环冷却液，吸热汽化并再经新增过热器f吸热升温之后进入第二膨胀机5降压作功，热介质——内燃机13排放的燃气或其它热源介质——向新增过热器f提供热负荷，形成联合循环动力装置。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的联合循环动力装置，具有如下效果和优势：

(1)双能压缩机替代主压缩机，大幅度降低联合循环动力装置的制造难度和制造成本。

(2)膨胀增速机替代主膨胀机，大幅度降低联合循环动力装置的制造难度和制造成本。

(3)喷管或膨胀增速机替代一般膨胀机，有效降低联合循环动力装置的制造难度和制造成本。

(4)扩压管或双能压缩机替代一般压缩机，有效降低联合循环动力装置制造难度和制造成本。

(5)简单部件替代复杂部件，有利于保持或提高联合循环动力装置的热功热效率。

(6)复杂部件被简单部件替代并得到简化，有利于提高动态部件安全性和使用寿命。

(7)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。

(8)扩展了联合循环动力装置技术，丰富了其类型，有利于更好地实现热能转化为机械能，扩展其应用范围。