我国余热资源丰富,以氨水为工质的卡林纳循环（KC）是替代传统水蒸汽朗肯循环（SRC）用于回收余热并提供电力的高效动力循环系统,具有工质浓度可调、结构多样化、余热回收率高、热力性能优越等特点,对节能减排、余热梯级回收及分布式能源系统的发展具有重要意义。卡林纳循环的研究热点已经不局限于单一的动力输出,而是拓展到了动力/制冷/采暖联供循环。本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对KC及在其基础上发展的联供循环系统展开了深入研究,具体内容有:根据两压力和三压力KC系统的运行原理及特性,构建了系统热力过程的数学模型,并采用EES（Engineering Equation Solver）编程软件对各循环系统进行了计算分析。通过工质浓度及压力等参数的分析,对两压力KC中分离器的两种布置情况进行讨论。研究结果表明,两压力KC主要适用于热源温度较低的场合,其中分离器位于热源换热器之前的两压力循环（KC-34R）的内部回热较充分,但其所适用的热源温度及循环高压范围则比较受限。在烟气进口温度为200℃的条件下,KC-34R的余热回收率ηwh及动力回收效率η0相对于分离器位于热源换热器之后的两压力循环KC-34分别高出9.14%和32.9%,因此在相同热源条件下,KC-34R的性能要远优于KC-34。研究了适用于中高温热源的三压力卡林纳循环（TP-KC）,对影响循环性能的主要参数进行了分析及优化。结果表明工质浓度等参数的优化可使TP-KC与热源实现良好匹配从而表现出卓越的热力性能。在350℃的烟气热源条件下,TP-KC的η0要比SRC高出12.2%。在烟气进口温度为250～400℃条件下,TP-KC的余热回收率ηwh约为85～88%,即余热尚有进一步利用的空间。由此,本文提出了通过功/冷联供来挖掘TP-KC潜力的改进思路。通过归纳众多功/冷联供循环中亟待解决的问题,在TP-KC的基础上提出并分析了一种并联型功/冷联供循环（PPR-KC）。该循环将中压吸收器出口处的工作溶液进行了分流,其中一股用于带有精馏过程的吸收式制冷子循环。制冷剂氨气和发生器出口的稀溶液都最终引向了低压吸收器。由于其蒸发压力对应于透平背压,所提供的制冷温度水平较低,可用于冰蓄冷等冷冻用途。由于将动力主循环的锅炉出口的低温段热源在制冷子循环的发生器中进一步利用,因此余热源可被PPR-KC极为充分的回收。此外,循环的并联型结构可使功、冷量因需独立调节。分析结果表明PPR-KC可以通过调节锅炉中的工质流量份额即动力分流比来获取不同的功、冷量输出。在其他条件不变时,动力分流比的最小值对应着循环的最佳性能,此时热源得到了充分回收且冷量输出达到最大值（按照相同制冷温度下压缩式制冷的COP将制冷量折算为电能）。通过比较优化后的PPR-KC及常规TP-KC,发现PPR-KC多出的制冷子循环可将TP-KC的综合动力回收效率提升19.8%,排放温度为141.8℃的烟气可被进一步利用至93.5℃,并由此提供了额外制冷量。基于分布式能源供应系统夏季对满足空调用冷的需求,通过对PPR-KC进一步改进,提出了空调/制冰温区切换的联供系统。改进型循环系统中的制冷剂有两个通向可以切换,当通向低压吸收器时循环为原始PPR-KC构型,可用于制取冷冻温区的冷量;当通向中压吸收器时（称之为PPRA-KC,A为空调）,可用于制取空调温区的冷量。基于热力学第一、二定律对PPRA-KC建立数学模型并进行分析,计算分析中,循环始终以制冷子循环对热源的充分利用为首要考虑前提,即子循环中工质与热源间的最小端差始终保持为最低限制值20 K。当热源进口温度为450℃的烟气时,循环不同工作溶液浓度xw所对应的最佳露点温度均为其所能达到的最高值,此时锅炉中最小端差为最低限制值20 K。当冷却水工况确定后,循环制冷温度仅由工作溶液浓度xw决定,受热源排放温度th5的下限值90℃及透平乏汽干度限制值0.88的条件约束,xw的可变范围为0.4542-0.5374,对应的制冷蒸发温度范围为0.5-12℃。PPR-KC及PPRA-KC均处于最优状态时,两循环虽然制冷温度不同,但制冷量较为接近,PPR-KC的平均蒸发温度约在-20℃,而PPRA-KC约为7℃。PPR-KC的净功量虽然低于PPRA-KC,但其实际冷量（火用）要比PPRA-KC的高,两者的（火用）效率分别为56.22%和56.12%。提出了两种可调节制冷温度的功/冷联供循环方案,并就两者的热力性能进行了对比分析。在原始并联型联供循环基础上新增调压吸收器,将制冷剂全部引入其中,被来自分离器的稀溶液（方案a）或部分基础溶液（方案b）所吸收,进而获得可在低压和中压之间改变的制冷压力及相应变化的制冷温度。分析结果表明,两方案的制冷温度均可在不影响功、冷量调节及输出的前提下相对独立、灵活地调节。相同制冷温度下,方案b性能稍高;方案a则在较大范围内制冷温度调节时对工质泵耗功量影响较小。为了进一步实现冬季采暖的需求,本文还提出将分离式热管换热器引入到上述并联型联供循环中。将分离式热管换热器替代制冷子循环中的发生器,其中一个是烟气换热器（蒸发段）,一个是氨水溶液换热器（冷凝段1）,另一个是采暖水换热器（冷凝段2）。这样就可以实现发电和分季制冷或采暖。冬季采暖工况下,整个制冷子循环不工作,锅炉出口的烟气在分离式热管换热器中通过蒸发段和冷凝段2加热采暖水,供热量的调控可以通过旁路阀门对烟气的分流实现。当烟气被利用至最低排放温度时,余热回收率ηwh为100%,此时采暖水流量及供暖量达到最大值,循环性能最佳。此外,本文还讨论了将所提的功/冷联供循环应用于氨水卡林纳-朗肯组合循环系统的方案,进而可以分季为用户提供冷、热量。非供暖季以卡林纳纯发电模式或功/冷联供循环模式运行。冬季则以氨水朗肯循环的方式运行,采暖水通过回收冷凝器中氨水大温度斜率释放的热量用于提供采暖热量。