[發(fā)明專利]一種雙級并聯(lián)超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111457703.3
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114135351A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臧金光;王俊峰;劉光旭;黃彥平;卓文彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: F01K25/00
• 分類號: F01K25/00;F01K25/10;F01D15/10;F01D13/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

本發(fā)明公開了一種雙級并聯(lián)超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)，輸出總管線的一端與低溫回?zé)崞鞯母邷氐蛪簜?cè)輸出端連接、另一端分為兩條并聯(lián)的分支管線I和分支管線II；分支管線I和分支管線II最終匯合后又分為兩條并聯(lián)的分支管線III和分支管線Ⅳ；分支管線III和分支管線Ⅳ最終匯合后接入輸入總管線的一端，輸入總管線的另一端接入低溫回?zé)崞鞲邷氐蛪簜?cè)的輸入端；分支管線I和分支管線II上均設(shè)有壓縮機(jī)，且其中一條分支管線接入低溫回?zé)崞鞯牡蜏馗邏簜?cè)；分支管線I和分支管線II的工作溫度區(qū)間不同；分支管線III和分支管線Ⅳ上均設(shè)有高溫回?zé)崞鳌⑼钙胶蜔嵩矗夜ぷ鳒囟葏^(qū)間不同。本發(fā)明可以有效提升超臨界二氧化碳熱力循環(huán)的熱源溫差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超臨界二氧化碳技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙級并聯(lián)超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)是以超臨界二氧化碳為工質(zhì)、采用氣體布雷頓熱力學(xué)循環(huán)、充分結(jié)合工質(zhì)物性、熱力學(xué)原理與設(shè)備特性形成的創(chuàng)新型動力循環(huán)方式，具有系統(tǒng)熱效率高、體積小、循環(huán)流程簡單、變工況性能好等優(yōu)勢，是目前熱能動力領(lǐng)域研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，可以與核能、太陽能、化石能、余熱利用等進(jìn)行有效結(jié)合，具有替代當(dāng)前大規(guī)模使用的蒸汽朗肯循環(huán)的技術(shù)潛力。

超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)的熱源溫差一般在150℃～200℃左右，對于燃?xì)怆姀S或者高溫氣冷堆等，熱源進(jìn)口與出口溫差可以達(dá)到400℃，是典型的大溫差熱源。對于大溫差熱源，需要創(chuàng)新研究超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)的方式，使其更好滿足特定環(huán)境下的熱源溫差需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對熱源進(jìn)出口溫差大的使用需求，本發(fā)明提供了解決上述問題的一種雙級并聯(lián)超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種雙級并聯(lián)超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)，包括低溫回?zé)崞鳌⑤敵隹偣芫€和輸入總管線；所述輸出總管線的一端與低溫回?zé)崞鞯母邷氐蛪簜?cè)輸出端連接、另一端分為兩條并聯(lián)的分支管線I和分支管線II；分支管線I和分支管線II最終匯合后又分為兩條并聯(lián)的分支管線III和分支管線Ⅳ；分支管線III和分支管線Ⅳ最終匯合后接入輸入總管線的一端，輸入總管線的另一端接入低溫回?zé)崞鞲邷氐蛪簜?cè)的輸入端；分支管線I和分支管線II上均設(shè)有壓縮機(jī)，且其中一條分支管線接入低溫回?zé)崞鞯牡蜏馗邏簜?cè)；分支管線I和分支管線II的工作溫度區(qū)間不同；分支管線III和分支管線Ⅳ上均設(shè)有高溫回?zé)崞鳌⑼钙胶蜔嵩矗环种Ч芫€III和分支管線Ⅳ的工作溫度區(qū)間不同。

針對熱源進(jìn)出口溫差大的使用需求，本發(fā)明提供了解決上述問題的一種雙級并聯(lián)超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)，可使再壓縮循環(huán)的熱源溫差得到有效提升，對于燃?xì)怆姀S等大熱源溫差具有較好的匹配適用要求。

進(jìn)一步優(yōu)選，按照二氧化碳工質(zhì)流動方向，所述分支管線I上依次主壓縮機(jī)和低溫回?zé)崞鞯牡蜏馗邏簜?cè)；所述分支管線II上連接再壓縮機(jī)。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述分支管線I上、且位于主壓縮機(jī)的上游還設(shè)有冷卻器。

進(jìn)一步優(yōu)選，按照二氧化碳工質(zhì)流動方向：所述分支管線III上依次連接一級高溫回?zé)崞鞯牡蜏馗邏簜?cè)、熱源高溫段、一級透平、一級高溫回?zé)崞鞯母邷氐蛪簜?cè)；所述分支管線Ⅳ上依次連接二級高溫回?zé)崞鞯牡蜏馗邏簜?cè)、熱源低溫段、二級透平、二級高溫回?zé)崞鞯母邷氐蛪簜?cè)。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述一級透平與二級透平采用同軸布置方案，兩級透平合成一個透平。

進(jìn)一步優(yōu)選，還包括發(fā)電機(jī)，所述合并后的透平驅(qū)動發(fā)電機(jī)工作。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述分支管線III和分支管線Ⅳ相互獨(dú)立運(yùn)行。