[发明专利]一种S-CO2能源动力转换系统

说明书

本发明提供的一种S‑CO₂能源动力转换系统，包括加热器、热交换系统、分离罐、主压缩机、外接设备、变速器和主膨胀机，其中，分离罐上开设的第一出口依次与主压缩机、热交换系统、加热器和主膨胀机的入口连接，主膨胀机能源输出端连接外接设备，同时，主膨胀机的出口通过一系列回热与分离罐连接；本发明提供的动力转换系统只采用了一次压缩和膨胀，系统结构简单占地面积小，且其动力转换效率高。

技术领域

本发明属于能源动力领域，具体涉及一种S-CO₂能源动力转换系统。

背景技术

超临界流体是指处于超临界状态时，气液界面消失，体系性质均一，既不是气体也不是液体，呈流体状态，故称为超临界流体。S-CO₂是气态和液态并存的流体，密度接近于液体，粘度接近于气体，扩散系数约为液体的100倍。S-CO₂布雷顿循环的工作温度在临界温度之上，具有较好的传递性和快速移动的能力，高密度可以让流体的压强很高，超临界循环利用CO₂在临界附近的物性，减小压缩功，提高回热效率。而超临界CO₂的临界条件容易达到，化学性质不活泼，无色无味无毒，安全，价格便宜，纯度高，易获得，因此S-CO₂被认为是理想的动力循环工质之一。

现有的S-CO₂的动力转换系统中，采用多次压缩和膨胀，其系统结构复杂，占地面积大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种S-CO₂能源动力转换系统，解决了现有的S-CO₂动力转换系统结构复杂、占地面积大的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种S-CO₂能源动力转换系统，包括加热器、热交换系统、分离罐、主压缩机、外接设备、变速器和主膨胀机，其中，分离罐上开设的第一出口依次与主压缩机、热交换系统、加热器和主膨胀机的入口连接，主膨胀机能源输出端连接外接设备，同时，主膨胀机的出口与分离罐连接。

优选地，热交换系统包括高温回热器和低温回热器，其中，主压缩机上的出口与低温回热器的第一入口连接，低温回热器与加热器的第一入口连接，加热器的第一出口与高温回热器连接，高温回热器再通过加热器与主膨胀机连接。

优选地，加热器为S-CO₂加热锅炉，所述S-CO₂加热锅炉自内腔的底部至顶部依次设置有高温加热器和低温加热器，其中，低温加热器的入口与热交换系统的出口连接，低温加热器的出口与热交换系统的入口连接，热交换系统再通过高温加热器与主膨胀机连接。

优选地，主膨胀机的出口依次通过热交换系统、低温回收器与分离罐连接。

优选地，分离罐还连接有低温储液罐，在该连接管道上设置有制冷压缩机，所述制冷压缩机通过制冷压缩机电机驱动。

优选地，低温储液罐的出口依次连接有低温回收器和蒸发器，其中，蒸发器的出口与分离罐连接，同时，在低温储液罐和低温回收器的连接管道上设置有CO₂液体泵，所述CO₂液体泵通过液体泵电机驱动；所述蒸发器安装加热器的上端。

优选地，分离罐和低温储液罐之间设置有液位调节阀。

优选地，分离罐和低温储液罐之间设置有温控阀，且置于CO₂液体泵的下游。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：