1.利用复叠式重力场做功装置进行的复叠式重力场做功方法,其特征是:复叠式重力场做功装置由至少两级的重力场做功子系统组成;在相邻两级的重力场做功子系统之间设置级间循环系统,级间循环系统包括级间循环泵(4);
每级的重力场做功子系统包括高位冷凝器(1)、低位液体涡轮(2)和低位蒸发器(3),高位冷凝器(1)放置在高位,低位液体涡轮(2)和低位蒸发器(3)放置在低位;
高位冷凝器(1)的冷凝放热通道、低位液体涡轮(2)、低位蒸发器(3)的吸热通道依次相连形成闭合式循环;
上一级的重力场做功子系统的高位冷凝器(1)的吸热通道、下一级的重力场做功子系统的低位蒸发器(3)的放热通道、级间循环泵(4)依次相连形成闭合式循环;
首级重力场做功子系统的低位蒸发器(3)的放热通道与外部热源连接;末级重力场做功子系统的高位冷凝器(1)的吸热通道与外部冷源连接复叠式重力场做功方法为以下任一:方法一,方形循环方法:
每级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T‑S图上表示为方形循环;
方法二,方形、三角形循环方法:
首级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T‑S图上表示为方形循环;其余各级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T‑S图上表示为三角循环;
方法三,三角循环方法:
每级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T‑S图上表示为三角循环;
方法四,三角、方形循环方法:
首级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T‑S图上表示为三角循环;其余各级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T‑S图上表示为方形循环。
2.根据权利要求1所述的复叠式重力场做功方法,其特征是:方形循环时:
从高位冷凝器(1)的冷凝放热通道流出的制冷剂为低温低压气液混合物,在重力和压差的共同作用下绝热流动到低位液体涡轮(2)入口处,形成超高压液体工质进入低位液体涡轮(2),释放其液体压力能对外做功,成为高压工质;高压工质继续流入低位蒸发器(3)的蒸发吸热通道,吸收低位蒸发器(3)的放热通道流体所释放的热量后,成为高温高压气液混合物;所述高温高压气液混合物在压差的作用下、克服重力向高位冷凝器(1)的冷凝放热通道进口绝热流动,当到达高位冷凝器(1)冷凝放热通道进口时,成为低温低压气液混合物;
所述低温低压气液混合物在高位冷凝器(1)冷凝放热通道中向高位冷凝器(1)吸热通道中的流体释放潜热后,成为干度降低后的低温低压气液混合物流出高位冷凝器(1)冷凝放热通道,再流向液体涡轮(2);如此循环。
3.根据权利要求1所述的复叠式重力场做功方法,其特征是:三角形循环时:
从高位冷凝器(1)的冷凝放热通道流出的制冷剂为低温低压饱和/或过冷液体工质,在重力和压差的共同作用下绝热流动到低位液体涡轮(2)入口处,形成超高压液体工质进入低位液体涡轮(2),释放其液体压力能对外做功,成为高压工质;高压工质继续流入低位蒸发器(3)的蒸发吸热通道,吸收低位蒸发器(3)的放热通道流体所释放的热量后,成为高温高压气液混合物;高温高压气液混合物在压差的作用下、克服重力向高位冷凝器(1)的冷凝放热通道进口绝热流动,当到达高位冷凝器(1)冷凝放热通道进口时,成为低温低压气液混合物;所述低温低压气液混合物在高位冷凝器(1)冷凝放热通道中向高位冷凝器(1)吸热通道中的流体释放潜热后,成为低温低压饱和/或过冷液体工质后流出高位冷凝器(1)冷凝放热通道,再流向液体涡轮(2);如此循环。
4.根据权利要求1~3任一所述的复叠式重力场做功方法,其特征是:级间循环系统内:上一级高位冷凝器(1)吸热通道内的载冷剂吸收该级高位冷凝器(1)冷凝放热通道内的低温低压气液混合物放出的潜热后温度升高,在级间循环泵(4)的作用下,流入下一级低位蒸发器(3)的放热通道内,向所述低位蒸发器(3)蒸发吸热通道内的高压工质放热;温度降低,再依靠级间循环泵(4)加压后流入上一级高位冷凝器(1)吸热通道内,如此循环。
5.根据权利要求4所述的复叠式重力场做功方法,其特征是:同级重力场做功子系统中,高位冷凝器(1)与低位蒸发器(3)之间的落差>100米。
6.根据权利要求5所述的复叠式重力场做功方法,其特征是:以低品位热源作为外部热源,以空气作为外部冷源。