1.一种临界低熵混燃循环热动力系统,包括作功机构(1)、连续燃烧室(2)、液体氧化剂源(3)和燃料源(4),其特征在于:
所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)与所述连续燃烧室(2)连通,所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室(2),所述燃料源(4)中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室(2),所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述连续燃烧室(2)的最低承压能力大于15MPa,调整所述液体氧化剂源(3)中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源(4)中燃料的纯度和热值使所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于800K,并使所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于15.5MPa;所述连续燃烧室(2)与至少一个所述作功机构(1)连通,所述作功机构(1)对外输出动力;
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括液体膨胀剂源(5),所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体膨胀剂源(5)中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室(2),所述膨胀剂高压供送系统(501)最低承压能力大于15MPa;
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括开放燃烧包络(2001),所述开放燃烧包络(2001)设置在所述连续燃烧室(2)内并且与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)与所述开放燃烧包络(2001)连通,所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述开放燃烧包络(2001)连通,所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂被导入所述开放燃烧包络(2001)和所述连续燃烧室(2)之间的空间内,以形成高压气态膨胀剂对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室(2)的连续燃烧室壁(22)的热负荷要求。
2.一种临界低熵混燃循环热动力系统,包括作功机构(1)、连续燃烧室(2)、液体氧化剂源(3)、燃料源(4)和液体膨胀剂源(5),其特征在于:
所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)再经氧化剂吸热热交换器(402)与所述连续燃烧室(2)连通,所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂在所述氧化剂吸热热交换器(402)中吸热气化后以高压气态或临界态的形式进入所述连续燃烧室(2),所述燃料源(4)中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室(2),所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体膨胀剂源(5)中的膨胀剂以高压液态的形式进入所述连续燃烧室(2),所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)、所述膨胀剂高压供送系统(501)和所述连续燃烧室(2)的最低承压能力大于15MPa,调整所述液体氧化剂源(3)中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源(4)中的燃料的纯度和热值和/或调整所述液体膨胀剂源(5)中的膨胀剂导入所述连续燃烧室(2)的量使所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于800K,并使所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于15.5MPa;所述连续燃烧室(2)与至少一个所述作功机构(1)连通,所述作功机构(1)对外输出动力;
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括开放燃烧包络(2001),所述开放燃烧包络(2001)设置在所述连续燃烧室(2)内并且与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)与所述开放燃烧包络(2001)连通,所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述开放燃烧包络(2001)连通,所述液体膨胀剂源(5)经膨胀剂高压供送系统(501)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂被导入所述开放燃烧包络(2001)和所述连续燃烧室(2)之间的空间内,以形成高压气态膨胀剂对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室(2)的连续燃烧室壁(22)的热负荷要求。
3.一种临界低熵混燃循环热动力系统,包括作功机构(1)、连续燃烧室(2)、液体氧化剂源(3)、燃料源(4)和气体液化物源(6),其特征在于:
所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)直接或再经氧化剂吸热热交换器(402)与所述连续燃烧室(2)连通,所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂以高压液态的形式或在所述氧化剂吸热热交换器(402)中吸热气化后以高压气态的形式进入所述连续燃烧室(2),所述燃料源(4)中的燃料以高压的形式进入所述连续燃烧室(2),所述气体液化物源(6)经气体液化物高压供送系统(601)再经气体液化物吸热热交换器(602)与所述连续燃烧室(2)连通,所述气体液化物源(6)中的气体液化物以高压气态的形式或临界态的形式进入所述连续燃烧室(2),所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)、所述气体液化物高压供送系统(601)和所述连续燃烧室(2)的最低承压能力大于15MPa,调整所述液体氧化剂源(3)中的液体氧化剂的纯度和/或调整所述燃料源(4)中的燃料的纯度和热值和/或调整所述气体液化物源(6)中的气体液化物导入所述连续燃烧室(2)的量使所述连续燃烧室(2)内的燃烧温度高于800K,并使所述连续燃烧室(2)内的燃烧压力大于15.5MPa;所述连续燃烧室(2)与至少一个所述作功机构(1)连通,所述作功机构(1)对外输出动力;
所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括开放燃烧包络(2001),所述开放燃烧包络(2001)设置在所述连续燃烧室(2)内并且与所述连续燃烧室(2)连通,所述液体氧化剂源(3)经氧化剂高压供送系统(301)与所述开放燃烧包络(2001)连通,所述燃料源(4)经燃料高压供送系统(401)与所述开放燃烧包络(2001)连通,所述气体液化物源(6)经气体液化物高压供送系统(601)与所述连续燃烧室(2)连通,所述气体液化物源(6)内的气体液化物被导入所述开放燃烧包络(2001)和所述连续燃烧室(2)之间的空间内,以形成高压气态气体液化物对燃烧火焰的悬浮作用进而改善燃烧环境降低燃烧对所述连续燃烧室(2)的连续燃烧室壁(22)的热负荷要求。
4.如权利要求3所述的临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括流体预混室(400),在包括所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述气体液化物源(6)的结构中,所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述气体液化物源(6)中的任意两个或共同与所述流体预混室(400)连通,所述流体预混室(400)与所述连续燃烧室(2)连通。
5.如权利要求3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:在设有所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述气体液化物高压供送系统(601)的结构中,调整所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述气体液化物高压供送系统(601)的供送量以及每个供送量之间的比例使所述气体液化物源(6)内的气体液化物在所述连续燃烧室(2)内处于临界状态。
6.如权利要求1所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:在设有所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述膨胀剂高压供送系统(501)的结构中,调整所述氧化剂高压供送系统(301)、所述燃料高压供送系统(401)和所述膨胀剂高压供送系统(501)的供送量以及每个供送量之间的比例使所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂在所述连续燃烧室(2)内处于临界状态。
7.如权利要求1或2所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述液体膨胀剂源(5)内的膨胀剂设为水、液氮、液体二氧化碳或液氦。
8.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述液体氧化剂源(3)中的氧化剂设为纯液氧、含氧气体液化物、过氧化氢或过氧化氢水溶液。
9.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述燃料源(4)中的燃料设为氢气、可燃碳氢化物、可燃碳氢氧化合物或可燃醇水溶液。
10.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述连续燃烧室(2)设为绝热连续燃烧室。
11.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述作功机构(1)设为气缸活塞作功机构(111),在所述连续燃烧室(2)和所述气缸活塞作功机构(111)之间设工质导入控制阀(112),在所述连续燃烧室(2)内产生的高温高压工质经所述工质导入控制阀(112)按正时关系定量导入所述气缸活塞作功机构(111)内膨胀作功,膨胀作功后的工质经所述气缸活塞作功机构(111)的排气门(113)排出。
12.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述作功机构(1)设为气缸活塞作功机构(111),所述气缸活塞作功机构(111)设为自绝热式作功机构(101)。
13.如权利要求1或2所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述临界低熵混燃循环热动力系统还包括流体预混室(400),在包括所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述液体膨胀剂源(5)的结构中,所述液体氧化剂源(3)、所述燃料源(4)和所述液体膨胀剂源(5)中的任意两个或共同与流体预混室(400)连通,所述流体预混室(400)与所述连续燃烧室(2)连通。
14.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:在所述作功机构(1)的排气道(11)上设气液分离器(1100)。
15.如权利要求1或2所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:在所述作功机构(1)的排气道(11)上设气液分离器(1100),所述气液分离器(1100)的液体出口设为所述液体膨胀剂源(5),所述气液分离器(1100)内的液体作为液体膨胀剂循环使用。
16.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:在所述作功机构(1)的排气道(11)上设排气冷却器(110)。
17.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:所述作功机构(1)设为动力透平(12)。
18.如权利要求1、2或3所述临界低熵混燃循环热动力系统,其特征在于:即将开始作功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。