[发明专利]一种跨临界CO2

说明书

本发明涉及能量转化领域，旨在解决现有的跨临界CO₂发电/驱动机组运行范围较窄、循环效率较低的问题，提供一种跨临界CO₂闭式循环系统，其包括预压缩机、主压缩机、再压缩机、透平、冷却器、低温回热器、高温回热器和加热器；它们连接形成闭式CO₂循环回路；并且在闭式CO₂循环回路上设有分流点和混合点，再压缩机的入口连通于分流点，再压缩机的出口连通于混合点，形成分流支路，分流支路从第一通道的出口分流出一路并在第二通道的出口处汇合。本发明的有益效果是系统循环效率高，且机组运行范围较宽。

技术领域

本发明涉及能量转化领域，具体而言，涉及跨临界CO₂闭式循环系统。

背景技术

跨临界CO₂闭式循环指的是CO₂作为循环工质，循环的最高参数在CO₂的临界点以上，为超临界态；循环的最低参数在CO₂的临界点以下，为液态。

由于临界点附近CO₂物性变化剧烈，预压缩机出口参数接近临界点，参数的变化会导致机组运行不稳定，尤其在机组变工况时，从而导致机组的运行范围较窄，变工况性能差。

发明内容

本发明旨在提供一种跨临界CO₂闭式循环系统，以解决现有的跨临界 CO₂发电/驱动机组运行范围较窄、循环效率较低的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种跨临界CO₂闭式循环系统，其包括预压缩机、主压缩机、再压缩机、透平、冷却器、低温回热器、高温回热器和加热器；

低温回热器具有第一通道和第二通道，第一通道作为低温回热器的热端，第二通道作为低温回热器的冷端；

高温回热器具有第三通道和第四通道，第三通道作为高温回热器的热端，第四通道作为低温回热器的冷端；

预压缩机的出口连通冷却器，冷却器的出口连通主压缩机的入口，主压缩机的出口连通第二通道的入口，第二通道的出口连通第四通道的入口，第四通道的出口连通加热器的入口，加热器的出口连通透平的入口，透平的出口连通第三通道的入口，第三通道的出口连通第一通道的入口，第一通道的出口连通冷却器的入口，冷却器的出口连通回预压缩机的入口，以形成闭式CO₂循环回路；

闭式CO₂循环回路上设有分流点和混合点，再压缩机的入口连通于分流点，再压缩机的出口连通于混合点，形成分流支路，分流支路从第一通道的出口分流出一路并在第二通道的出口处汇合。

本方案中，以CO₂作为循环工质。预压缩机将工质由气态压缩至超临界态，主压缩机将工质由超临界态增压至设计点压力；再压缩机将冷却器前压力低于临界点的工质由气态增压至设计压力；冷却器位于主压缩机前，将主压缩机的进口工质冷却至临界点附近；加热器位于透平前，是系统热源，可采用锅炉、燃烧室、换热器等多种形式；对于低温回热器，主压缩机出口作为冷端入口与经过高温回热器的透平排气进行换热；对于高温回热器，经过低温回热器的主压缩机出口工质与再压缩机出口混合后作为冷端入口工质，与透平排气进行换热。由于分流支路的存在，低温回热器将主压气机的出口工质与高温回热器的热端出口进行换热，由于分流支路的分流作用，使得经过第二通道(冷端)的流量仅为系统的部分流量，而经过第一通道(热端)的为系统的全部流量，从而可有效减少低温回热器由于两端工质物性(如密度等物理性质)差别较大而造成的夹点问题。

本方案至少具有以下有益效果之一：

1)系统适用于跨临界CO₂闭式循环，可有效提高系统循环效率；