本發(fā)明屬于熱能與動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及能量轉(zhuǎn)換方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

除太陽(yáng)能、風(fēng)能和水能外，一次能源往往都需要轉(zhuǎn)換為熱能后再次轉(zhuǎn)換為需要的能量形式，如煤炭中的化學(xué)能先加熱水以轉(zhuǎn)換為蒸汽熱能，蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機(jī)的機(jī)械能，汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)的電能。諸如汽輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換裝置，能量轉(zhuǎn)換的具體的過(guò)程是：高溫高壓蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將高溫高壓蒸汽中蘊(yùn)含的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的機(jī)械能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過(guò)熱能形式被利用的能量，在我國(guó)占90％以上，世界其他各國(guó)均超過(guò)85％。因此，實(shí)現(xiàn)熱能的高效率轉(zhuǎn)換利用對(duì)于人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展有著重要意義。

汽輪機(jī)利用高溫高壓蒸汽膨脹時(shí)產(chǎn)生的蒸汽流推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)。根據(jù)卡諾定理，工質(zhì)做功的熱效率僅取決于高溫及低溫兩個(gè)熱源的溫度，提高蒸汽溫度和降低蒸汽做功后的溫度將有助于提高熱效率。如熱電廠中超臨界或超超臨界蒸汽熱電機(jī)組使用的是溫度和壓力均高于過(guò)熱蒸汽的超臨界蒸汽或超超臨界蒸汽，其發(fā)電效率也高于普通飽和或過(guò)熱蒸汽熱電機(jī)組。然而，蒸汽溫度越高、壓力越大其氧化腐蝕能力越強(qiáng)，汽輪機(jī)葉片材料需要由耐高溫耐腐蝕的貴金屬材料制造，因此，超臨界或超超臨界熱電機(jī)組的應(yīng)用受到很大限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種能量轉(zhuǎn)換的方法和系統(tǒng)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提高蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率。

第一方面，本發(fā)明提供了一種能量轉(zhuǎn)換方法，用于將蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，包括，在壓力容器中存儲(chǔ)第一壓強(qiáng)下的飽和水，所述第一壓強(qiáng)高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；將第二壓強(qiáng)下的蒸汽通入所述壓力容器以將所述飽和水排出并使所述排出的飽和水獲得動(dòng)能或勢(shì)能，其中，所述第二壓強(qiáng)大于所述第一壓強(qiáng)；利用所述排出的飽和水驅(qū)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換裝置以使所述排出的飽和水的動(dòng)能或勢(shì)能轉(zhuǎn)換為所述能量轉(zhuǎn)換裝置的機(jī)械能。

在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述壓力容器中的飽和水在通入所述蒸汽時(shí)保持第一壓強(qiáng)下的飽和狀態(tài)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在所述壓力容器內(nèi)的所述飽和水的至少部分表面區(qū)域上設(shè)置隔離裝置，所述隔離裝置包括多個(gè)浮球，所述多個(gè)浮球連接形成一個(gè)整體。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離裝置覆蓋所述飽和水的全部表面區(qū)域。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述多個(gè)浮球至少包括多個(gè)第一浮球和多個(gè)第二浮球，所述第一浮球與所述第二浮球的直徑不同并且以減小所述隔離裝置中的空隙的方式相互連接。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離裝置還包括隔離板，所述隔離板支撐在所述多個(gè)浮球上，使得所述蒸汽與所述飽和水隔開(kāi)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述蒸汽在通入所述壓力容器后保持在第二壓強(qiáng)狀態(tài)下。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述壓力容器中的至少一部分飽和水利用通入該壓力容器中的蒸汽的膨脹做功而排出。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在通入所述壓力容器中的所述蒸汽的壓強(qiáng)下降至預(yù)定值時(shí)，停止從所述壓力容器中向外排放飽和水，其中，所述預(yù)定值大于或等于所述第一壓強(qiáng)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述蒸汽的壓強(qiáng)下降至所述預(yù)定值時(shí)，所述壓力容器中的所述飽和水被全部排出。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述壓力容器內(nèi)的所述蒸汽的壓強(qiáng)降至所述預(yù)定值時(shí)，將驅(qū)動(dòng)所述能量轉(zhuǎn)換裝置后的飽和水輸送至所述壓力容器以排出該壓力容器中的蒸汽。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將輸送到所述壓力容器中的驅(qū)動(dòng)所述能量轉(zhuǎn)換裝置后得到的飽和水保持在第一壓強(qiáng)狀態(tài)下。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，利用從所述壓力容器排出的所述蒸汽對(duì)驅(qū)動(dòng)所述能量轉(zhuǎn)換裝置后得到的飽和水進(jìn)行加熱。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，利用蒸汽發(fā)生裝置產(chǎn)生所述第二壓強(qiáng)下的蒸汽，并且將部分驅(qū)動(dòng)所述能量轉(zhuǎn)換裝置后的飽和水補(bǔ)充到所述蒸汽發(fā)生裝置。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述能量轉(zhuǎn)換裝置為水輪機(jī)。

第二方面，提供了一種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用于將蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，包括：至少一個(gè)壓力容器，具有進(jìn)水口、出水口、進(jìn)汽口和排汽口，所述壓力容器用于容納第一壓強(qiáng)下的飽和水，其中，所述第一壓強(qiáng)高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；汽源裝置，具有進(jìn)水口和出汽口，所述汽源裝置的出汽口與所述壓力容器的進(jìn)汽口相連，所述汽源裝置能夠向所述壓力容器通入第二壓強(qiáng)下的蒸汽以將所述飽和水從所述壓力容器的出水口排出并使所述排出的飽和水獲得動(dòng)能或勢(shì)能，其中，所述第二壓強(qiáng)大于所述第一壓強(qiáng)；能量轉(zhuǎn)換裝置，包括進(jìn)水口、出水口和旋轉(zhuǎn)部件，所述能量轉(zhuǎn)換裝置的進(jìn)水口與所述壓力容器的出水口相連，所述旋轉(zhuǎn)部件能夠由所述壓力容器排出的飽和水推動(dòng)旋轉(zhuǎn)而獲得機(jī)械能。

在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述壓力容器中的飽和水在通入所述蒸汽時(shí)保持第一壓強(qiáng)下的飽和狀態(tài)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在所述壓力容器內(nèi)的所述飽和水的至少部分表面區(qū)域上設(shè)置隔離裝置，所述隔離裝置包括多個(gè)浮球，所述多個(gè)浮球連接形成一個(gè)整體。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離裝置覆蓋所述飽和水的全部表面區(qū)域。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述多個(gè)浮球至少包括多個(gè)第一浮球和多個(gè)第二浮球，所述第一浮球與所述第二浮球的直徑不同并且以減小所述隔離裝置中的空隙的方式相互連接。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離裝置還包括隔離板，所述隔離板支撐在所述多個(gè)浮球上，使得所述蒸汽與所述飽和水隔開(kāi)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置具有進(jìn)水口、進(jìn)汽口和出水口，所述存儲(chǔ)裝置的進(jìn)水口與所述能量轉(zhuǎn)換裝置的出水口相連，用于接收推動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)部件后的飽和水。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述存儲(chǔ)裝置和所述壓力容器之間設(shè)置有排汽裝置和第一輸水裝置，其中，所述排汽裝置分別與所述壓力容器的排汽口和存儲(chǔ)裝置的進(jìn)汽口相連，用于將所述壓力容器內(nèi)的蒸汽輸送至所述存儲(chǔ)裝置；所述第一輸水裝置分別與所述壓力容器的進(jìn)水口和所述存儲(chǔ)裝置的出水口相連，用于將所述存儲(chǔ)裝置中的所述飽和水輸送至所述壓力容器中。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述存儲(chǔ)裝置與所述汽源裝置之間設(shè)置有第二輸水裝置，所述第二輸水裝置分別與所述存儲(chǔ)裝置的出水口和所述汽源裝置的進(jìn)水口連接，用于將所述存儲(chǔ)裝置中的部分飽和水輸送至所述汽源裝置。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述能量轉(zhuǎn)換裝置為水輪機(jī)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)由所述水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

第三方面，提供了一種多級(jí)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，至少包括第一級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元、第二級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元和汽源裝置，其中，所述第一級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元包括：至少一個(gè)第一級(jí)壓力容器，具有進(jìn)汽口、出汽口和出水口，所述第一級(jí)壓力容器用于容納第一壓強(qiáng)下的飽和水；第一級(jí)能量轉(zhuǎn)換裝置，包括旋轉(zhuǎn)部件，所述旋轉(zhuǎn)部件能夠由從所述第一級(jí)壓力容器排出的飽和水推動(dòng)旋轉(zhuǎn)而獲得機(jī)械能。所述第二級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元包括：至少一個(gè)第二級(jí)壓力容器，具有進(jìn)汽口和出水口，所述第二級(jí)壓力容器用于容納第二壓強(qiáng)下的飽和水；每一個(gè)所述第二級(jí)壓力容器均與一個(gè)所述的第一級(jí)壓力容器對(duì)應(yīng)；第二級(jí)能量轉(zhuǎn)換裝置，包括旋轉(zhuǎn)部件，所述旋轉(zhuǎn)部件能夠由從所述第二級(jí)壓力容器排出的飽和水推動(dòng)旋轉(zhuǎn)而獲得機(jī)械能。所述第一壓強(qiáng)大于所述第二壓強(qiáng)。所述汽源裝置具有出汽口，所述汽源裝置的出汽口與所述第一級(jí)壓力容器的進(jìn)汽口連接；所述汽源裝置能夠向所述第一級(jí)壓力容器通入第三壓強(qiáng)下的蒸汽以將所述第一壓強(qiáng)下的飽和水排出并使所述排出的飽和水獲得動(dòng)能或勢(shì)能；所述第三壓強(qiáng)大于所述第一壓強(qiáng)。所述第一級(jí)壓力容器與所述第二級(jí)壓力容器之間設(shè)置有通汽裝置，所述通汽裝置連接每一個(gè)所述第一級(jí)壓力容器的出汽口和與之對(duì)應(yīng)的所述第二級(jí)壓力容器的進(jìn)汽口，所述通汽裝置能夠?qū)⑺龅谝粔毫θ萜鲀?nèi)的蒸汽通入所述第二級(jí)壓力容器中，通入所述第二級(jí)壓力容器的蒸汽通過(guò)膨脹做功將第二壓強(qiáng)下的飽和水從所述出水口排出并使所述排出的飽和水獲得動(dòng)能或勢(shì)能。

在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一級(jí)壓力容器中的所述飽和水在通入所述第三壓強(qiáng)下的蒸汽時(shí)保持為第一壓強(qiáng)下的飽和狀態(tài)。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在所述第一級(jí)壓力容器內(nèi)的所述飽和水的至少部分表面區(qū)域上設(shè)置隔離裝置，所述隔離裝置包括多個(gè)浮球，所述多個(gè)浮球連接形成一個(gè)整體。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離裝置覆蓋所述飽和水的全部表面區(qū)域。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述多個(gè)浮球至少包括多個(gè)第一浮球和多個(gè)第二浮球，并且所述第一浮球與所述第二浮球的直徑不同并且以減小所述隔離裝置中的空隙的方式相互連接。

結(jié)合上述可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔離裝置還包括隔離板，所述隔離板支撐在所述多個(gè)浮球上，使得所述蒸汽與所述飽和水隔開(kāi)。

本發(fā)明提供的能量轉(zhuǎn)換方法和系統(tǒng)，通過(guò)蒸汽與飽和水的壓強(qiáng)差推動(dòng)飽和水運(yùn)動(dòng)，從而將高溫高壓蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為飽和水的動(dòng)能或勢(shì)能，飽和水再推動(dòng)能量轉(zhuǎn)換裝置將其動(dòng)能或勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。此轉(zhuǎn)換過(guò)程中，與能量轉(zhuǎn)換裝置直接接觸的是溫度較低的飽和水，高溫高壓蒸汽不需要與能量轉(zhuǎn)換裝置發(fā)生直接接觸，不存在高溫高壓蒸汽腐蝕能量轉(zhuǎn)換裝置的問(wèn)題，因而可以使用更高溫度和壓強(qiáng)的蒸汽以提高能量轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖；

圖2是本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖；

圖3是本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖；

圖4是本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖5是本發(fā)明多級(jí)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

其中：

100，高壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元；

200，中壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元；

300，低壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元；

10、20，310、320、330，低壓罐；

210、220、230，中壓罐；

110、120、130，高壓罐；

140，高壓水輪機(jī)；

240，中壓水輪機(jī)；

30、340，低壓水輪機(jī)；

150，高壓水箱；

250，中壓水箱；

40、350，低壓水箱；

60、160、260、360，循環(huán)水泵；

400，增壓水泵；

50、500，給水泵；

70、600，蒸汽鍋爐；

800，過(guò)熱裝置；

11、21，111、121、131、211、311，進(jìn)汽閥；

112、122、132、212、312，出汽閥；

12、22，113、123、133、213、313，排汽閥；

14、24，114、124、134、214、314，出水閥；

13、23，115、125、135、215、315，進(jìn)水閥。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施例中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以實(shí)踐本發(fā)明的技術(shù)方案而沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多，或者可以采用其它的方法、組元、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的主要技術(shù)創(chuàng)意。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。

圖1示出了本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖。該方法包括以下步驟：

S110，在壓力罐中存儲(chǔ)0.25MPa壓強(qiáng)下的飽和水。

S120，向壓力罐中通入1MPa飽和蒸汽以排出飽和水并使其獲得動(dòng)能，飽和水被排出1/4時(shí)停止通入飽和蒸汽，由飽和蒸汽膨脹做功排出剩余飽和水。

S130，從壓力罐中排出的飽和水被引導(dǎo)至水輪機(jī)以推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

在步驟S110中，可以在密閉狀態(tài)下加熱壓力罐中的水以獲得0.25MPa壓強(qiáng)下的飽和水。

在步驟S120中，前1/4的飽和水被排出壓力罐的過(guò)程中，保持通汽速度大于等于排水速度，使得飽和蒸汽與飽和水之間具有穩(wěn)定的0.75MPa壓強(qiáng)差。由于飽和水是不可壓縮的，因而在該壓強(qiáng)差下飽和水將以一定的速度從中壓罐中排出，從而獲得較大和較穩(wěn)定的動(dòng)能。前1/4飽和水被排出后，壓力容器中充有1/4體積的1MPa飽和蒸汽，該部分蒸汽通過(guò)膨脹做功將剩余的3/4的飽和水排出壓力罐。在該過(guò)程中飽和蒸汽的體積膨脹至原來(lái)的四倍，壓強(qiáng)減小為原來(lái)的1/4，即由1MPa降為0.25MPa。

在步驟S130中，飽和水經(jīng)過(guò)水輪機(jī)時(shí)推動(dòng)水輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其動(dòng)能轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)葉輪的機(jī)械能，飽和水中蘊(yùn)含的熱能與水輪機(jī)之間僅有少量的傳熱損失，且水輪機(jī)效率遠(yuǎn)高于汽輪機(jī)效率，因而步驟S120與步驟S130中轉(zhuǎn)換效率乘積將大于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明提供的能量轉(zhuǎn)換方法，通過(guò)飽和蒸汽與飽和水的壓強(qiáng)差推動(dòng)飽和水運(yùn)動(dòng)，從而將飽和蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為飽和水的動(dòng)能，飽和水再推動(dòng)水輪機(jī)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。此轉(zhuǎn)換過(guò)程中，與水輪機(jī)葉輪直接接觸的是溫度較低的飽和水，飽和蒸汽不需要與水輪機(jī)葉輪發(fā)生直接接觸，不存在飽和蒸汽腐蝕水輪機(jī)零部件的問(wèn)題，因而可以使用更高溫度和壓強(qiáng)的蒸汽以提高熱能效率。

作為一個(gè)可選實(shí)施例，步驟S120中以壓強(qiáng)為1MPa的過(guò)熱蒸汽替代飽和蒸汽，通過(guò)過(guò)熱裝置對(duì)飽和蒸汽進(jìn)行加熱，使飽和蒸汽進(jìn)一步膨脹，從而使單位質(zhì)量的水轉(zhuǎn)換為更大體積的蒸汽。

可選地，作為另一實(shí)施例，在步驟S120中使飽和水保持在0.25MPa壓強(qiáng)的飽和狀態(tài)。由于本步驟依賴(lài)蒸汽與飽和水間壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)換為飽和水動(dòng)能，因而保持該壓強(qiáng)差穩(wěn)定不變能夠使飽和水獲得更穩(wěn)定的動(dòng)能。

可選地，作為另一實(shí)施例，該方法100還包括步驟S140：使水輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，如發(fā)電機(jī)的電能。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例中蒸汽壓強(qiáng)值和飽和水所對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)值均為示例性的，具體實(shí)施中并不局限于此，滿足“蒸汽壓強(qiáng)值大于飽和水所對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)值”的技術(shù)方案均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖2示出了本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法另一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖。該方法包括以下步驟：

S210，在中壓罐中存儲(chǔ)0.25MPa壓強(qiáng)下的飽和水；在低壓罐中存儲(chǔ)0.12MPa壓強(qiáng)下的飽和水。

S220，向中壓罐中通入壓強(qiáng)為1MPa的飽和蒸汽以將飽和水排出并獲得動(dòng)能，飽和水被排空時(shí)停止通入1MPa飽和蒸汽，通汽過(guò)程中保持通汽速度大于等于排水速度。

S230，從中壓罐中排出的飽和水被引導(dǎo)至中壓水輪機(jī)中以推動(dòng)中壓水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

S240，在S220步驟后，將中壓罐與低壓罐連通使得1MPa飽和蒸汽通入低壓罐，低壓罐中飽和水被排出并獲得動(dòng)能；當(dāng)中壓罐中飽和蒸汽壓強(qiáng)降至0.25MPa時(shí)，停止將飽和水從低壓罐中排出。

S250，低壓罐中排出的飽和水被引導(dǎo)至低壓水輪機(jī)中以推動(dòng)低壓水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

S260，在步驟S240后，將由中壓水輪機(jī)排出的飽和水輸送至中壓罐中，同時(shí)排出中壓罐中0.25MPa蒸汽。

S270，當(dāng)中壓罐中充滿飽和水后，重復(fù)S220、S230。

S280，將由低壓水輪機(jī)排出的飽和水輸送至低壓罐中。

S290，當(dāng)?shù)蛪汗拗谐錆M飽和水后，重復(fù)S240、S250。

在步驟S220中，通汽過(guò)程中保持通汽速度大于等于排水速度，因而中壓罐內(nèi)蒸汽壓強(qiáng)得以保持為1MPa，蒸汽與飽和水之間具有穩(wěn)定壓強(qiáng)差0.75MPa。由于飽和水是不可壓縮的，因而在該壓強(qiáng)差下飽和水將以一定的速度從中壓罐中排出，從而獲得較大和較穩(wěn)定的動(dòng)能。

在步驟S230中，飽和水經(jīng)過(guò)水輪機(jī)時(shí)推動(dòng)水輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其動(dòng)能轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)葉輪的機(jī)械能。在該過(guò)程中，飽和水僅有少量熱能傳至水輪機(jī)，且水輪機(jī)效率遠(yuǎn)高于汽輪機(jī)效率，因而步驟S220與步驟S230中轉(zhuǎn)換效率乘積將大于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換效率。

在步驟S240中，低壓罐和中壓罐連通后，1MPa飽和蒸汽通過(guò)膨脹做功的方式將飽和水排出低壓罐，且兩個(gè)罐體中汽壓相等且逐漸下降?？梢詫⒌蛪汗薜捏w積設(shè)置為中壓罐體積的三倍，使得1MPa的飽和蒸汽體積膨脹至原來(lái)的四倍、壓力降至0.25MPa，此時(shí)低壓罐中的飽和水恰好被排完。

中壓罐中的蒸汽壓強(qiáng)降為0.25MPa，因此步驟S260中，在向中壓罐中輸送飽和水的過(guò)程中，進(jìn)入中壓罐的飽和水仍處于0.25MPa的壓強(qiáng)之下，從而得以保持原飽和狀態(tài)。同時(shí)，由于蒸汽與飽和水之間不存在壓強(qiáng)差，向中壓罐中輸送飽和水的過(guò)程將減少能耗。

在步驟S250中，由低壓罐排出的飽和水對(duì)低壓水輪機(jī)做功的過(guò)程原理同步驟S230，此處不再贅述。

步驟S260和S280中，由中壓水輪機(jī)和低壓水輪機(jī)中排出的部分飽和水被分別輸送至中壓罐和低壓罐，用以在重復(fù)步驟S270和步驟S290時(shí)推動(dòng)水輪機(jī)，實(shí)現(xiàn)飽和水循環(huán)利用。

作為一個(gè)可選實(shí)施例，步驟S260中，由中壓罐中排出的0.25MPa蒸汽被用來(lái)加熱由中壓水輪機(jī)中排出的飽和水。由于飽和水會(huì)有少量熱量散發(fā)到周?chē)h(huán)境中，需要對(duì)飽和水進(jìn)行加熱以維持其溫度不變，利用膨脹做功后的蒸汽余熱加熱飽和水將進(jìn)一步提高熱能效率。

作為另一個(gè)可選實(shí)施例，在步驟S260中，由中壓水輪機(jī)排出的飽和水被輸送至汽源裝置，以向汽源裝置補(bǔ)水。中壓水輪機(jī)排出的飽和水仍為高溫高壓狀態(tài)，加熱至沸騰時(shí)所需的熱量遠(yuǎn)小于常溫水源。

作為另一個(gè)可選實(shí)施例，在步驟S220和/或S240中，在飽和蒸汽和飽和水之間設(shè)置隔離裝置。由于進(jìn)入壓力罐中蒸汽的溫度都高于飽和水，為避免蒸汽與飽和水直接接觸發(fā)生相變以及減少蒸汽向飽和水中的熱量傳遞，可以在飽和水與蒸汽之間設(shè)置隔離裝置，隔離裝置漂浮在飽和水水面上，能夠隨飽和水水面的升降而升降。隔離裝置可以由多個(gè)不同直徑的隔熱球體粘接或以繩索連接構(gòu)成，隔熱球體可以漂浮在飽和水表面上，較小直徑的球體填充在較大直徑的球體之間的空隙中。當(dāng)然，隔離裝置還可以為由隔熱材料制成的隔熱板，浮在飽和水水面上。隔離裝置可以覆蓋整個(gè)水面，以減少蒸汽向飽和水傳遞熱量，有利于保持蒸汽和飽和水的壓強(qiáng)穩(wěn)定。

作為另一個(gè)可選實(shí)施例，隔離裝置還可以由隔離板和浮球組成，浮球設(shè)置在隔離板下方或嵌入在隔離板中以使隔離板能夠漂浮于飽和水表面，隔離板和浮球均可以由絕熱材料制成。

作為另一個(gè)可選實(shí)施例，還可以由過(guò)熱蒸汽替代飽和蒸汽。同等質(zhì)量的過(guò)熱蒸汽比飽和蒸汽具有更大的體積，因而將減少汽源中水源的消耗，從而減小對(duì)汽源中水源的補(bǔ)充需求，提高熱效率。

作為另一個(gè)可選實(shí)施例，由中壓罐和低壓罐排出的飽和水被儲(chǔ)入高于水輪機(jī)位置的存儲(chǔ)裝置中，從而獲得勢(shì)能，獲得勢(shì)能后的飽和水依靠其重力推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3示出了本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法另一個(gè)施例的示意性流程圖。該方法包括以下步驟：

S310，配置第一壓力罐和第二壓力罐，第一壓力罐中存儲(chǔ)0.25MPa壓強(qiáng)下的飽和水。

S320，通過(guò)向第一壓力罐中通入壓強(qiáng)為1MPa的過(guò)熱蒸汽將飽和水排出并使其獲得動(dòng)能，當(dāng)飽和水被排出1/4時(shí)停止通入過(guò)熱蒸汽，由過(guò)熱蒸汽膨脹做功排出剩余飽和水。

S330，第一壓力罐中排出的飽和水被引導(dǎo)至水輪機(jī)并推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

S340，將推動(dòng)水輪機(jī)后的飽和水注滿第二壓力罐。

S350，向第二壓力容器通入壓強(qiáng)為1MPa的過(guò)熱蒸汽以排出其中的飽和水并使其獲得動(dòng)能，當(dāng)飽和水被排出1/4時(shí)停止通入1MPa過(guò)熱蒸汽，由過(guò)熱蒸汽膨脹做功以排出剩余飽和水。

S360，從第二壓力罐中排出的飽和水被引導(dǎo)至水輪機(jī)并推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

S370，將推動(dòng)水輪機(jī)做功后的飽和水輸送至第一壓力罐。

S380，重復(fù)步驟S310至步驟S370。

其中，步驟310至步驟330與前述實(shí)施例中的步驟S11O至S130具有相同的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，因而此處不再贅述。

在步驟S340中，由于飽和水是不可壓縮工質(zhì)，因而由水輪機(jī)排出的飽和水需要被實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，第二壓力罐中無(wú)飽和水，因而可作為儲(chǔ)水容器應(yīng)用。

步驟S350、S360與步驟S320、330中具有相同的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，因而此處不再贅述。

在步驟S370中，由水輪機(jī)中排出的飽和水被通過(guò)諸如水泵的輸送裝置輸入到已經(jīng)在步驟S320中排空的第一壓力罐中。

本實(shí)施例中第一壓力罐與第二壓力罐可以互為臨時(shí)儲(chǔ)水的水箱，不需要額外配置中間存儲(chǔ)裝置來(lái)存儲(chǔ)飽和水，能夠減少設(shè)備裝置的成本；同時(shí)能夠減少能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中熱量向周?chē)h(huán)境中的輻射和傳導(dǎo)損失，能進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)換的效率。

圖4示出了本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的示意性框圖。如圖4所示，該系統(tǒng)包括：蒸汽鍋爐70、低壓罐10、低壓罐20、低壓水輪機(jī)30、低壓水箱40、循環(huán)水泵60、給水泵50和發(fā)電機(jī)(圖中未示出)等。

低壓罐10和20中儲(chǔ)滿0.15MPa壓強(qiáng)下的飽和水。

蒸汽鍋爐70能夠提供2MPa飽和蒸汽。

蒸汽鍋爐70與低壓罐10、20之間設(shè)有進(jìn)汽管道，進(jìn)汽管道連接蒸汽鍋爐70的出汽口與低壓罐10、20的進(jìn)汽口，進(jìn)汽管道上設(shè)置有控制進(jìn)汽管道開(kāi)閉的進(jìn)汽閥11、21。

低壓罐10、20的出水口與低壓水輪機(jī)30的進(jìn)水口之間均設(shè)置有出水通道，出水通道上設(shè)置有控制其開(kāi)閉的出水閥14、24。

低壓水輪機(jī)30的出水口連通低壓水箱40的進(jìn)水口，經(jīng)低壓水輪機(jī)30出水口排出的飽和水可以儲(chǔ)存在低壓水箱40中。

低壓水箱40的出水口與低壓罐10、20的進(jìn)水口之間設(shè)置有進(jìn)水管道和循環(huán)水泵60，進(jìn)水管道上分別設(shè)置有控制其開(kāi)閉的進(jìn)水閥13、23。進(jìn)水閥13、23打開(kāi)時(shí)，啟動(dòng)循環(huán)水泵60可將低壓水箱40中的飽和水泵入到低壓罐10、20中。

低壓水箱40與蒸汽鍋爐70的進(jìn)水口之間還設(shè)置有補(bǔ)水管道和給水泵50，給水泵50可將低壓水箱40中的飽和水通過(guò)補(bǔ)水管道泵入到蒸汽鍋爐70中。

低壓罐10、20的排汽口與低壓水箱40的進(jìn)汽口之間還設(shè)置有排汽管道。排汽管道還與補(bǔ)水管道相連。排汽管道上分別設(shè)置有控制排汽管道通斷的排汽閥12、22。

其中，整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)裝置均作隔熱處理，如低壓罐10、20和低壓水箱40均為雙層真空隔熱結(jié)構(gòu)。

為了便于對(duì)本發(fā)明的理解，以下結(jié)合工作過(guò)程對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋說(shuō)明。

初始狀態(tài)下低壓罐10和20中儲(chǔ)滿飽和水，進(jìn)汽閥11和21、排汽閥12、排汽閥22、出水閥14和24以及進(jìn)水閥13和23均關(guān)閉。

首先打開(kāi)進(jìn)汽閥11和出水閥14，蒸汽鍋爐70中的2MPa飽和蒸汽通過(guò)進(jìn)汽管道進(jìn)入低壓罐10，飽和蒸汽與飽和水之間壓強(qiáng)差為1.6MPa，在該壓強(qiáng)差下飽和水以一定速度排出而獲得動(dòng)能。飽和水沿出水通道進(jìn)入低壓水輪機(jī)30并推動(dòng)水輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(圖中未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)而將其機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

飽和水在低壓水輪機(jī)30做功后排入低壓水箱40。

低壓罐10中的飽和水排出1/5時(shí)，關(guān)閉進(jìn)汽閥11，罐內(nèi)飽和蒸汽通過(guò)膨脹做功將剩余飽和水排出。

飽和水完全排出時(shí)關(guān)閉出水閥14，同時(shí)打開(kāi)進(jìn)汽閥21、出水閥24、進(jìn)水閥13和排汽閥12。

進(jìn)汽閥21和出水閥24打開(kāi)時(shí)，蒸汽鍋爐70中的2MPa飽和蒸汽通過(guò)進(jìn)汽管道進(jìn)入低壓罐20，飽和蒸汽與飽和水之間壓差為1.6MPa，在該壓強(qiáng)差下飽和水以一定速度排出并獲得動(dòng)能。飽和水沿出水通道進(jìn)入低壓水輪機(jī)30并推動(dòng)水輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(圖中未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)而將其機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

進(jìn)水閥13和排汽閥12打開(kāi)時(shí)，啟動(dòng)循環(huán)水泵60，循環(huán)水泵60將水箱40中的飽和水輸送至低壓罐10，直至注滿；同時(shí)給水泵50將部分飽和水通過(guò)補(bǔ)水管道輸送至蒸汽鍋爐70。在將飽和水注入低壓罐10時(shí)，低壓罐10中剩余的蒸汽由排汽管道排入水箱和補(bǔ)水管道，以蒸汽潛熱對(duì)飽和水進(jìn)行回?zé)?。低壓?0注滿飽和水時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥13和排汽閥12。

低壓罐20中的飽和水排出1/5時(shí)，關(guān)閉進(jìn)汽閥21，罐內(nèi)飽和蒸汽通過(guò)膨脹做功將剩余飽和水排出。

飽和水完全排出時(shí)關(guān)閉出水閥24，同時(shí)打開(kāi)進(jìn)水閥23和排汽閥22并啟動(dòng)循環(huán)水泵60，將低壓水箱40中的飽和水輸送至低壓罐20，同時(shí)將罐中剩余蒸汽由排汽管道排入水箱和補(bǔ)水管道，將蒸汽潛熱進(jìn)行回收。

重復(fù)上述操作，使飽和水持續(xù)對(duì)低壓水輪機(jī)30做功。

上述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，通過(guò)低壓罐和水輪機(jī)使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程分為兩個(gè)步驟：飽和蒸汽與飽和水的壓強(qiáng)差推動(dòng)飽和水運(yùn)動(dòng)從而將飽和蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為飽和水的動(dòng)能；飽和水再推動(dòng)水輪機(jī)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。此轉(zhuǎn)換過(guò)程中，與水輪機(jī)直接接觸的是溫度較低的飽和水，飽和蒸汽不需要與水輪機(jī)發(fā)生直接接觸，不存在高溫高壓蒸汽腐蝕水輪機(jī)的問(wèn)題，因而可以使用更高溫度和壓強(qiáng)的蒸汽以提高能量轉(zhuǎn)換效率。

另外，推動(dòng)飽和水做功后的蒸汽被用來(lái)加熱系統(tǒng)內(nèi)的飽和水，因而能夠回收其中的潛熱，進(jìn)一步提高熱能效率。

可選地，作為另一實(shí)施例，低壓水輪機(jī)30入口端之前還可以設(shè)置勢(shì)能存儲(chǔ)水箱，該水箱的位置高于低壓水輪機(jī)30，低壓水箱10、20排出的飽和水可以先存儲(chǔ)于勢(shì)能存儲(chǔ)水箱，再依靠其重力推動(dòng)低壓水輪機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)。即飽和水的動(dòng)能先轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，再通過(guò)水輪機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

圖5示出了本發(fā)明多級(jí)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

如圖5所示，多級(jí)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括蒸汽鍋爐600、過(guò)熱裝置800、高壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元100、中壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元200和低壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元300等。

蒸汽鍋爐600用于提供飽和蒸汽，過(guò)熱裝置800用于將由蒸汽鍋爐600產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)行過(guò)熱處理，并能夠通過(guò)進(jìn)汽管道將過(guò)熱蒸汽通入下述的高壓罐110、120、130。過(guò)熱裝置800能夠提供4MPa過(guò)熱蒸汽。

高壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元100包括高壓罐110、120、130，高壓水輪機(jī)140、高壓水箱150、循環(huán)水泵160等。

高壓罐110、120、130體積均為3m³，其中預(yù)儲(chǔ)有1MPa壓強(qiáng)下的飽和水，各個(gè)高壓罐的進(jìn)汽口與過(guò)熱裝置800的出汽口之間均設(shè)置有進(jìn)汽管道，相應(yīng)地，各個(gè)進(jìn)汽管道分別設(shè)置有控制其通斷的進(jìn)汽閥111、121、131。

高壓罐110、120、130的出水口分別與高壓水輪機(jī)140的入水口之間設(shè)置有出水管道，相應(yīng)地，各個(gè)出水管道上分別設(shè)置有控制其通斷的出水閥114、124、134。

高壓水輪機(jī)140的出水口連通高壓水箱150的進(jìn)水口，高壓水輪機(jī)140排出的飽和水可以儲(chǔ)存在高壓水箱150。

高壓水箱150的出水口與高壓罐110、120、130的進(jìn)水口之間設(shè)置有進(jìn)水管道和循環(huán)水泵160，進(jìn)水管道上分別設(shè)置有控制其通斷的進(jìn)水閥115、125、135。進(jìn)水閥115、125、135打開(kāi)時(shí)，循環(huán)水泵160可將高壓水箱150中的飽和水泵入高壓罐110、120、130。

高壓水箱150與蒸汽鍋爐600之間設(shè)置有補(bǔ)水管道。

高壓罐110、120、130的排汽口與高壓水箱150的進(jìn)汽口之間設(shè)置有排汽管道，排汽管道上分別設(shè)置有控制其通斷的排汽閥113、123、133。

高壓罐110、120、130的出汽口與中壓罐210、220、230的進(jìn)汽口之間設(shè)置有出汽管道，出汽管道上分別設(shè)置有控制其通斷的出汽閥112、122、132。

中壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元200和低壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元300與高壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元具有基本相同的結(jié)構(gòu)，因而此處不再贅述相同之處，僅分別說(shuō)明其不同之處。

中壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元200中，中壓罐210、220、230各自體積為單個(gè)高壓罐體積的三倍，即9m³；低壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元300中，低壓罐310、320、330各自體積為單個(gè)中壓罐體積的三倍，即27m³。

中壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元200使用0.25MPa壓強(qiáng)下的飽和水；低壓級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元300使用0.15MPa壓強(qiáng)下的飽和水。

高壓水箱150、中壓水箱250、低壓水箱350與蒸汽鍋爐之間設(shè)置有串聯(lián)的補(bǔ)水管道，補(bǔ)水管道上設(shè)置有升壓泵400和給水泵500，用于將水箱中的部分飽和水輸送至蒸汽鍋爐600中。

中壓罐210、220、230上分別設(shè)置有與低壓罐310、320、330相連的出汽管道，出汽管道上分別設(shè)置有控制其通斷的出汽閥212、222、232。

與低壓罐310、320、330對(duì)應(yīng)的出汽閥312等可作為備用閥門(mén)。

另外，高壓水輪機(jī)140、中壓水輪機(jī)240和低壓水輪機(jī)340的主軸同軸連接，每一個(gè)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)均會(huì)將轉(zhuǎn)矩傳至其他水輪機(jī)。

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合該系統(tǒng)的一種工作方式進(jìn)一步進(jìn)行解釋說(shuō)明。

初始狀態(tài)下，系統(tǒng)中的所有閥門(mén)均關(guān)閉，各級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元中的各個(gè)壓力罐均充滿飽和水。

首先開(kāi)啟進(jìn)汽閥111和出水閥114，過(guò)熱蒸汽由過(guò)熱裝置800輸送至高壓罐110，高壓罐110中飽和水完全排出時(shí)關(guān)閉進(jìn)汽閥111和出水閥114。高壓罐110排出的飽和水推動(dòng)高壓水輪機(jī)140轉(zhuǎn)動(dòng)，之后排入高壓水箱150。

可以在關(guān)閉進(jìn)汽閥111時(shí)打開(kāi)出汽閥112、進(jìn)汽閥211和出水閥214，高壓罐110中4MPa過(guò)熱蒸汽進(jìn)入中壓罐210，并通過(guò)膨脹做功將中壓罐中的飽和水排至中壓水輪機(jī)240，飽和水推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后排入中壓水箱250。

中壓罐210中飽和水完全排出時(shí)關(guān)閉出汽閥112、進(jìn)汽閥211和出水閥214。其中，高壓罐110的體積為3m³，中壓罐210的體積為9m³，因此高壓罐110中4MPa的過(guò)熱蒸汽體積最終膨脹至12m³，壓強(qiáng)降至1MPa。

另外，可以在關(guān)閉出汽閥112打開(kāi)進(jìn)水閥115和排汽閥113，啟動(dòng)循環(huán)水泵160將高壓水箱150中的飽和水輸送至高壓罐110。飽和水進(jìn)入高壓罐110并將其中的1MPa剩余蒸汽排出，剩余蒸汽由排汽管道輸送至高壓水箱150和補(bǔ)水管道，回收蒸汽潛熱。

可以在關(guān)閉進(jìn)汽閥211時(shí)打開(kāi)出汽閥212、進(jìn)汽閥311和出水閥314。中壓罐210中的1MPa的蒸汽進(jìn)入低壓罐310，并通過(guò)膨脹做功將低壓罐中的飽和水排至低壓水輪機(jī)340，飽和水推動(dòng)水輪機(jī)后排入低壓水箱350。

中壓罐210中的飽和水完全排出時(shí)關(guān)閉出汽閥212、進(jìn)汽閥311和出水閥314。其中，中壓罐210的體積為9m³，低壓罐310的體積為27m³，因此中壓罐210中的1MPa過(guò)熱蒸汽體積最終膨脹至36m³，壓強(qiáng)降至0.25MPa。

可以在關(guān)閉出汽閥212時(shí)打開(kāi)排汽閥213和進(jìn)水閥215，開(kāi)啟循環(huán)水泵260將中壓水箱250中的飽和水注入中壓罐210。飽和水進(jìn)入中壓罐210時(shí)將剩余蒸汽排入中壓水箱250和補(bǔ)水管道。

同理，低壓罐310中的蒸汽和低壓水箱350中的飽和水也可以通過(guò)控制排汽閥313、進(jìn)水閥315和循環(huán)水泵360進(jìn)行循環(huán)利用。

以上工作工程是以每級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元中只有一個(gè)壓力容器工作為例說(shuō)明的，但實(shí)際的實(shí)施過(guò)程不局限于此，由于每級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元中的每個(gè)閥門(mén)都可以單獨(dú)控制，因而可以通過(guò)控制各個(gè)閥門(mén)來(lái)決定參與轉(zhuǎn)換的壓力容器的數(shù)量，以及各級(jí)各個(gè)壓力罐的工作順序，從而根據(jù)實(shí)際的功率需求來(lái)設(shè)置工作流程。

可選地，作為另一實(shí)施例，該多級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元還可以被設(shè)置為5級(jí)，當(dāng)應(yīng)用于更高壓強(qiáng)的蒸汽源時(shí)以使蒸汽分段膨脹且充分膨脹。

高壓蒸汽一次完全膨脹耗時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)容器體積需求也較大，實(shí)施較為困難，因而通過(guò)多級(jí)能量轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)蒸汽分步膨脹以解決上述問(wèn)題。同時(shí)，由于蒸汽不與水輪機(jī)直接接觸，不會(huì)有高溫高壓蒸汽腐蝕水輪機(jī)葉片的問(wèn)題，能夠使用更高溫度和壓力的如超臨界狀態(tài)的蒸汽驅(qū)動(dòng)飽和水，從而進(jìn)一步提高效率。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。