[实用新型]布雷顿循环发电系统

说明书

本实用新型涉及发电系统技术领域，公开了一种布雷顿循环发电系统，包括依次连接的压缩机、加热器和透平，还包括密封壳体、回热器和至少一台引射器，压缩机和透平均设置于密封壳体内，密封壳体连接于引射器的被引射流体进口，压缩机的出口连接于引射器的引射源流体进口；引射器的出口连接于回热器的第一换热侧的进口，回热器的第一换热侧的出口连接于加热器的进口；透平的出口连接于回热器的第二换热侧的进口，回热器的第二换热侧的出口连接于压缩机的进口。该布雷顿循环发电系统利用密封壳体将旋转机械的动密封转化为静密封，同时通过引射器将泄漏工质和主流工质混合，充分回收泄漏工质的热量。

技术领域

本实用新型涉及发电系统技术领域，尤其涉及一种布雷顿循环发电系统。

背景技术

超临界CO₂布雷顿循环已经成为国内外研究的热点，具有极高的热效率和功率容积比，是未来取代蒸汽循环的主流技术路线，但是由于超临界CO₂类似气体的低粘度和类似液体的高密度，导致超临界CO₂布雷顿循环中出现了动密封难度大、运行工况偏离设计值等难以解决的问题，通过原因分析发现旋转机械由于转速高、流体粘度小导致密封困难，尤其是透平运行温度高、运行压力高，其密封难度更甚于压缩机，常用的干气密封、迷宫密封等方式已无法满足密封要求。同时，运行工况偏离的问题还由于换热设备无法按照设计工况运行，通常采用多微细通道(直径1～2毫米)并联的换热模式以保证高承压能力(20MPa以上)，常用的微细管管壳式换热器、印刷电路板换热器等都存在入口对应成百上千个通流管道的问题，由于工质泄漏过多导致流速降低，也加剧了微通道之间流量分配的不均性，实际各通道流量偏差可达30％以上。

常规解决方案是，首先，采用间断式补气系统，一旦压力低于某一限值则开启补气系统，通过充注高压超临界CO₂保持系统内稳定的运行流量，但该方案使压缩机和透平中的流量处于时时波动状态，导致机组效率严重偏离额定值，甚至导致失速风险。其次，在换热器封头位置增设均流板或节流件，导致系统总阻力进一步增大。以上措施都会增加压缩机耗功，导致系统内流量出现显著波动，直接影响循环效率和经济性，且甚至导致旋转机械设备破损失效等问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种布雷顿循环发电系统，用以解决现有的布雷顿循环发电系统中旋转机械动密封困难、易泄漏的问题，以回收并利用泄漏工质。

本实用新型实施例提供一种布雷顿循环发电系统，包括依次连接的压缩机、加热器和透平，还包括密封壳体、回热器和至少一台引射器，所述压缩机和所述透平均设置于所述密封壳体内，所述密封壳体连接于所述引射器的被引射流体进口，所述压缩机的出口连接于所述引射器的引射源流体进口；所述引射器的出口连接于所述回热器的第一换热侧的进口，所述回热器的第一换热侧的出口连接于所述加热器的进口；所述透平的出口连接于所述回热器的第二换热侧的进口，所述回热器的第二换热侧的出口连接于所述压缩机的进口。

其中，所述引射器包括至少一级引射单元，每级所述引射单元均包括引射管和驱动进气组件；所述驱动进气组件包括依次连接的驱动进气管、喷嘴和驱动扩张段，所述驱动扩张段伸入所述引射管内；所述驱动进气管在周向上设有多个进气支管，每个所述进气支管的进口均连接于所述压缩机的出口，每个所述进气支管的出口均与所述驱动进气管相切。

其中，多个所述进气支管沿所述驱动进气管的轴线呈中心对称分布。

其中，所述引射管包括依次连接的引射段、混合收缩段和扩压段，所述驱动扩张段设置于所述引射段内。

其中，所述引射器包括多级所述引射单元，相邻两级所述引射单元的所述引射管相互连接；上一级所述引射单元的所述扩压段的出口连接于下一级所述引射单元的所述引射段的进口。

其中，所述引射段的内壁面在周向上安装有旋流叶片。

其中，所述回热器的第一换热侧的进口均匀地设置有多个微细通道。