从热力学原理出发，提高系统能源利用率，是能源动力系统发展的主要内容。提出和研究新的高效能源动力系统，探索新颖系统能量转化利用规律，是本论文的主要目的和研究内容。本论文从以下几个方面进行了研究： 由于燃气轮机循环中压气机消耗近2／3的透平出功，传统上采用的各种间冷方式都一定程度地降低了压气机耗功；而压气机入口采用注水方式，可以对压缩空气进行连续冷却，以达到大幅度降低压气机耗功的目的。但该过程是复杂过程，既有水的潜热、显热对连续被压缩空气的冷却，还有水的不断蒸发以及水蒸气的压缩过程。本文建立相应压气机入口注水无级间冷模型，从理论上分析研究无级间冷燃气轮机循环的机理和特性。 其次，构思新颖外燃式湿空气透平循环，研究其特性规律。本文在传统外燃式湿空气透平循环(Externally Fired Humid Air Turbine，EFHAT)的基础上，提出了能够充分利用潜热的外燃式湿空气透平循环新系统。核心科学问题是应用能的品位梯级利用原理和取长补短、优势互补的系统集成方法，以开拓洁净煤燃气轮机总能系统的新方向。常规外燃式湿空气透平是外燃和HAT循环相结合的系统，既能够发挥外燃可以燃用劣质燃料和HAT循环效率高的优势，又由于常规EFHAT循环工质为洁净湿空气，因而排气温度可以降低到露点以下而不存在常规HAT循环中烟气露点温度的限制问题。但循环工质在露点温度时的凝结会释放出低温大量潜热，造成巨大能量损失。这一部分热量如何加以有效利用将会带来不同的系统构思，因而也成为热力循环系统革新的关键。本文首次提出把这一部分释放的潜热用来加热湿化器用水，以进一步提高湿化能力的新构思，在此基础上开拓出新颖外燃式湿空气透平循环，并探索研究了利用潜热来提高加湿能力的EFHAT新颖系统的特性规律。摘要 另外，中低温热利用问题是工业界普遍关注的问题。从热力学原理看，传统中低温热源模式热力循环的热功转换率很低。本文突破传统中低温简单循环思路，从系统集成的角度，提出把低温热源能量引入能够发挥利用潜热的EFHAI，系统的新思路。所构思的新系统，既可进一步弥补EFHAT低温热源不足的缺陷，又能通过新颖EFHAT系统提高低温热利用效率，从而实现能的不同品位更为合理的综合梯级利用，为中低温热利用开拓新方向。本文对相应的集成系统特性规律进行了探索研究。此外，本文还把太阳能作为一种低温热源考虑，通过低温利用集成系统，提出太阳能与煤结合的新方式，并进行理论上的探索研究，为化石燃料和可再生能源的多能源综合互补利用提出了一种新的有益尝试。