超临界二氧化碳布雷顿循环热力学优化研究

超临界二氧化碳布雷顿循环
超临界二氧化碳布雷顿循环是一种新型的低温二氧化碳发电系统。

它采用了超临界二氧化碳来代替传统的水蒸气发电系统中的水，从而提高了发电系统的效率。

在超临界二氧化碳布雷顿循环中，二氧化碳在超临界状态下被加热。

超临界状态是指二氧化碳被加热至其临界点以上的高温高压状态。

在这种状态下，二氧化碳具有非常高的密度和高度压缩性，因此可以在非常小的管道内流动。

在此循环中，加热器将超临界二氧化碳加热至高温，使其变成高压蒸汽。

接下来，高压蒸汽通过涡轮机驱动发电机，产生电能。

之后，二氧化碳蒸汽被冷却并压缩，然后再次进入加热器，循环往复。

超临界二氧化碳布雷顿循环相比传统的水蒸气发电系统具有明显的优点。

首先，它可以在较低的温度下工作，降低了设备的运营成本。

其次，由于二氧化碳的密度和压缩性很高，因此可以使用较小的管道和设备。

最后，该系统使用的材料具有良好的耐久性，因此可以更长时间地运营。

总之，超临界二氧化碳布雷顿循环是一种具有潜力的新型发电系统，可以提高能源利用效率并降低运营成本。

第３１卷第２期２０２０年６月中国计量大学学报Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ＭｅｔｒｏｌｏｇｙＶｏｌ．３１Ｎｏ．２Ｊｕｎ．２０２０ 【文章编号】　２０９６－２８３５（２０２０）０２－０１７７－０６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－２８３５．２０２０．０２．００７【收稿日期】　２０２０－０３－２６ 《中国计量大学学报》网址：ｚｇｊｌ．ｃｂｐｔ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ【通信作者】　王　琦（１９７９），男，副教授，博士，主要研究方向为生物质热解和利用。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｑｉ＠ｃｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ基于燃机废热的超临界二氧化碳布雷顿循环的热力学分析张　展１，王　琦１，沈德魁２（１．中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州３１００１８；２．东南大学能源与环境学院，江苏南京２１００９６）【摘　要】　目的：研究超临界二氧化碳（ＳＣＯ２）布雷顿循环布局对回收燃机废热性能的影响。

方法：利用Ａｓｐｅｎ　ｐｌｕｓ软件建立ＳＣＯ２布雷顿循环模型，将某Ｆ级天然气燃气轮机排气废热作为热源，采用序列二次规划（ＳＱＰ）优化方法来获得最优系统参数优化。

结果：以简单回热循环为基准，间冷循环利用ＳＣＯ２的流体特点降低压缩功和初始吸热温度，提升了１３．７６％净输出功；再压缩循环不能带来净输出功的增加，退化为简单回热循环；双级回热循环利用其分流和多回热器的特点，具有最高的净输出功，较简单循环提升３７．２１％。

结论：通过优化ＳＣＯ２布雷顿循环的布局，能够有效提升废热利用率、循环效率和净输出功率。

【关键词】　燃气轮机；超临界二氧化碳；布雷顿循环；净输出功【中图分类号】　ＴＫ１２３ 【文献标志码】　ＡＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｂｒａｙｔｏｎｃｙｃｌｅ　ｆｏｒ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｏｆ　ｇａｓ　ｔｕｒｂｉｎｅｓＺＨＡＮＧ　Ｚｈａｎ１，ＷＡＮＧ　Ｑｉ　１，ＳＨＥＮ　Ｄｅｋｕｉ　２（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｊｉｌｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９６，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ａｉｍｓ：Ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ（ＳＣＯ２）Ｂｒａｙｔｏｎ　ｃｙｃｌｅ　ｌａｙｏｕｔ　ｏｎｇａｓ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：Ｔｈｅ　Ａｓｐｅｎ　ｐｌｕｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ａ　ＳＣＯ２Ｂｒａｙｔｏｎｃｙｃｌｅ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｆｒｏｍ　ａｎ　Ｆ－Ｃｌａｓｓ　ｇａｓ　ｔｕｒｂｉｎｅ．Ｔｈｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｑｕａｄｒａｔｉｃｐｒｏｇｒａｍ（ＳＱＰ）ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｃｈｏｓｅｎ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏ　ｔｈｅ　Ｓｉｍｐｌｅ　Ｂｒａｙｔｏｎ　Ｃｙｃｌｅ（ＳＢＣ），ｔｈｅ　ｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｃｏｏｌｉｎｇ　Ｂｒａｙｔｏｎ　ｃｙｃｌｅ（ＩＲＣ）ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｉｎｉｔｉａｌ　ｅｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＳＣＯ２ａｎｄ　ｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｅ　ｎｅｔ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｕｐ　ｔｏ　１３．７６％．Ｔｈｅ　ｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｂｒａｙｔｏｎ　ｃｙｃｌｅ（ＲＢＣ）ｃｏｕｌｄ　ｎｏｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｎｅｔ　ｏｕｔｐｕｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ　ｄｕａｌ　Ｒｅｃｕｐｅｒａｔｅｄ　Ｃｙｃｌｅ（ＤＲＣ）ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｌｉｔ　ａｎｄ　ｍｕｌｔｉ－ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｎｅｔ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｕｐ　ｔｏ　３７．２１％．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：Ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ，ｃｙｃｌｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｎｅｔ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ＳＣＯ２ｌａｙｏｕｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］　ｇａｓ　ｔｕｒｂｉｎｅ；ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ；Ｂｒａｙｔｏｎ　ｃｙｃｌｅ；ｎｅｔ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ 超临界二氧化碳布雷顿循环作为极具有发展潜能的能量转化系统之一［１］。

超临界二氧化碳布雷顿循环的发现一、引言超临界二氧化碳布雷顿循环是一种新型的能源转换技术，能够高效地将化石燃料等能源转化为电力。

该技术的发现对于解决全球能源问题具有重要意义。

二、布雷顿循环的基本原理布雷顿循环是一种常见的热力学循环，通常用于发电厂中。

该循环包括四个主要步骤：加热、膨胀、冷却和压缩。

在这个过程中，燃料被燃烧以产生高温高压的蒸汽，然后通过涡轮机驱动发电机来产生电力。

三、超临界二氧化碳技术的发现超临界二氧化碳技术最初是由美国国家实验室的科学家在20世纪50年代发现的。

当时他们正在寻找一种更有效率地转换化石燃料为电力的方法。

他们通过将二氧化碳加压到极高温度和压力下，使其变成了一种称为“超临界流体”的状态。

这种状态下，二氧化碳具有类似于液态和气态之间的特性，同时具有非常高的密度和低的粘度。

这使得它成为一种理想的工作流体，可以用于代替传统的水蒸汽来驱动涡轮机。

四、超临界二氧化碳布雷顿循环的工作原理超临界二氧化碳布雷顿循环与传统布雷顿循环类似，但使用超临界二氧化碳作为工作流体。

该循环包括以下几个步骤：1.加热：将燃料燃烧以产生高温高压的超临界二氧化碳。

2.膨胀：将超临界二氧化碳通过涡轮机进行膨胀，从而驱动发电机产生电力。

3.冷却：将剩余的超临界二氧化碳冷却并压缩回到初始状态。

4.压缩：再次将压缩后的超临界二氧化碳送回加热器，开始下一轮循环。

五、超临界二氧化碳布雷顿循环的优点相比传统布雷顿循环，超临界二氧化碳布雷顿循环具有以下几个优点：1.更高效率：由于超临界二氧化碳具有更高的密度和低的粘度，因此能够更有效地驱动涡轮机，从而提高发电效率。

2.更环保：使用超临界二氧化碳作为工作流体可以减少大量的二氧化碳排放，从而降低对环境的影响。

3.更灵活：超临界二氧化碳布雷顿循环可以适用于各种不同类型的燃料，包括天然气、煤炭和生物质等。

六、结论超临界二氧化碳布雷顿循环是一种非常有前途的能源转换技术，具有高效率、环保和灵活性等优点。

超临界布雷顿循环超临界布雷顿循环是一种高效的发电技术，其利用高温高压的水蒸气驱动涡轮机发电。

该技术相较于传统的燃煤发电具有更高的效率和更低的污染排放，因此备受关注。

一、超临界布雷顿循环的基本原理超临界布雷顿循环是一种利用水作为工质的热力发电技术。

其基本原理是将水加热至超过临界点（374℃，22.1MPa），使其变为超临界状态，然后将其喷入涡轮机中驱动涡轮旋转，最终通过发电机将机械能转化为电能输出。

二、超临界布雷顿循环相较于传统燃煤发电的优势1. 更高的效率相较于传统燃煤发电，超临界布雷顿循环具有更高的效率。

这是因为在超临界状态下，水具有更大的比容和比焓，从而可以更充分地释放能量并驱动涡轮旋转。

2. 更低的污染排放传统燃煤发电过程中会产生大量的二氧化碳、氮氧化物和硫化物等有害气体，对环境造成严重污染。

而超临界布雷顿循环则可以通过优化燃烧过程和使用高效的脱硫、脱氮技术等手段，将污染排放降至最低。

3. 更加灵活传统燃煤发电需要在固定的温度和压力下进行，而超临界布雷顿循环则可以根据实际情况灵活调整温度和压力，以达到最佳发电效果。

三、超临界布雷顿循环的应用前景随着全球能源需求的不断增长和对环境保护要求的提高，超临界布雷顿循环作为一种高效、清洁的发电技术备受关注。

目前已经有多个国家在大规模应用该技术，如中国、美国、日本等。

四、超临界布雷顿循环面临的挑战1. 技术难度较大超临界布雷顿循环需要高温高压条件下工作，对设备和材料提出了较高要求。

因此其设计和制造难度较大，需要更加精密的技术和工艺。

2. 能源供应不稳定超临界布雷顿循环需要大量的热能供应，而能源供应不稳定可能会影响其正常运行。

因此需要建立完善的能源储备和调度系统，以确保其可靠性和稳定性。

五、结语超临界布雷顿循环是一种高效、清洁的发电技术，在未来的能源发展中具有广阔的应用前景。

尽管面临一些挑战和难题，但随着技术不断进步和完善，相信其将会在未来发电领域中扮演越来越重要的角色。

超临界二氧化碳循环特性作为第四代核能系统的候选堆型，超高温气冷堆和气冷快堆具有高安全性、高效率、用途广等特点，且均拟采用氦气作为反应堆直接循环工质。

由于氦气具有稳定、无毒、无感生放射性、热容大等特点，因此，目前世界上的气冷堆广泛使用氦气作为直接闭式Brayton循环的工质及反应堆的冷却剂。

但氦气循环需较高的循环最高温度（堆芯出口温度）才能达到满意的效率，因此，对反应堆的结构材料、燃料元件材料等提出了较高的要求，同时由于氦气密度低、可压缩系数小等缺点，氦气循环叶轮机械的制造也产生了一定困难。

与氦气相比，CO2因其密度大，且易于压缩，CO2的临界温度为304.19K，比环境温度略高，临界压力为7.3773MPa，在运行工况下，可利用其实际气体的性质减少压缩功等，采用CO2作为工质的循环所需的温度不需太高即可与氦气循环具有相当的效率，因此，使用CO2作为气冷堆循环的工质具有广阔的潜力。

同时，CO2循环也被推荐使用于第4代核能系统中的钠冷快堆（SFR）和铅冷快堆（LFR）。

1. 二氧化碳动力循环（1）简单超临界Brayton循环与理想气体的Brayton循环类似，CO2的简单超临界Brayton循环如图1-1所示,分为以下几个部分:1至2为CO2在压缩机中被压缩至循环最高压力的过程；2至3为CO2在回热器中的吸热过程；3至4为CO2在中间换热器从反应堆堆芯或热源的吸热过程；4至5为CO2在透平中的膨胀做功过程；5至6为CO2回热器中的回热过程；6至1为CO2的预冷过程。

其中，2至3及5至6的回热器的回热过程是Brayton循环的关键。

回热器的存在使得Brayton循环的热量得以最大限度地利用，从而提高了循环的效率。

图1-1简单超临界Brayton循环受堆芯出口温度限制以及CO2工况下比热容变化较大的影响，CO2简单超临界Brayton循环的效率与氦气循环相比并不高。

由于CO2相对氦气较为活泼，高温下可与燃料元件和金属构件发生化学腐蚀，因此，在使用CO2作为冷却剂的气冷堆中存在工程约束条件，即CO2的工作温度不能超过670℃。

超临界co2布雷顿循环动力系统轻量化设计方法及装置摘要：一、引言1.背景介绍：超临界CO2布雷顿循环动力系统在现代工业中的应用2.轻量化设计的重要性：提高系统效率、降低成本、简化结构二、超临界CO2布雷顿循环动力系统的基本原理1.布雷顿循环概述2.超临界CO2布雷顿循环的优势三、轻量化设计方法及装置1.轻量化设计策略：优化材料选择、简化结构、采用创新设计2.轻量化装置的具体应用：紧凑型设计、高效传热结构、降低流动阻力四、轻量化设计方法的优势及应用前景1.提高系统热效率2.降低设备成本和运行维护费用3.适应不同场景和需求五、结论1.总结轻量化设计方法在超临界CO2布雷顿循环动力系统中的应用成果2.展望未来发展趋势和挑战正文：超临界CO2布雷顿循环动力系统轻量化设计方法及装置随着现代工业的快速发展，能源需求不断增长，高效、环保的能源利用技术成为研究热点。

超临界CO2布雷顿循环动力系统作为一种新型的能源利用技术，具有高效、节能、环保等优点，得到了广泛关注。

然而，传统的超临界CO2布雷顿循环动力系统存在结构复杂、重量较重、成本较高等问题，限制了其在实际应用中的普及。

为了解决这些问题，本文提出了一种轻量化设计方法及装置，旨在提高系统效率、降低成本、简化结构。

一、引言1.背景介绍随着全球能源危机的加剧，各国纷纷加大对高效、环保能源技术的研究力度。

超临界CO2布雷顿循环动力系统作为一种新型的能源利用技术，具有高效、节能、环保等优点，得到了广泛关注。

在这种背景下，研究轻量化设计方法及装置对于提高系统性能、降低成本具有重要意义。

2.轻量化设计的重要性传统的超临界CO2布雷顿循环动力系统存在结构复杂、重量较重、成本较高等问题。

轻量化设计的目的在于优化系统结构，提高材料利用效率，降低成本，简化维护。

实现轻量化设计是提高超临界CO2布雷顿循环动力系统市场竞争力的关键。

二、超临界CO2布雷顿循环动力系统的基本原理1.布雷顿循环概述布雷顿循环是一种热力学循环，主要包括加热、膨胀、冷却和压缩四个过程。

　收稿日期:２０１９￣０３￣０１ 　作者简介:关　淳(１９８９￣)ꎬ男ꎬ博士研究生ꎬ工程师ꎮ现主要从事汽轮机长叶片研制及振动监测技术开发工作ꎮ

基于超临界ＣＯ２布雷顿循环的有机朗肯联合循环特性研究关　淳ꎬ李宇峰ꎬ刘云锋ꎬ马义良ꎬ王丽华(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司ꎬ哈尔滨１５００４６)摘要:使用ＡＳＰＥＮ通用流程系统设计软件ꎬ在超临界ＣＯ２布雷顿循环(ＳＣＯ２

)和有机朗肯循环(ＯＲＣ)的循环特性

研究的基础上ꎬ进一步探究了ＳＣＯ２－ＯＲＣ联合循环的影响因素和影响结果ꎮ研究表明ꎬ联合循环中ＳＣＯ２透平出口压力、ＯＲＣ透平入口压力和压气机入口温度对循环系统的热效率均有着重要影响ꎮ对比不同工质可以发现ꎬ最大效率排序为Ｒ２２>Ｒ３２>Ｒ１２５>Ｒ１３４ａ>Ｒ１１５ꎮ此外ꎬ通过统计分析发现ꎬ在变ＯＲＣ系统参数和变ＳＣＯ２系统参数时ꎬ联合循环热效率与ＯＲＣ功率占比分别表现出一次线性关系和二次抛物线关系ꎮ为进一步使用和推广ＳＣＯ２

－ＯＲＣ太阳能光热发电技术提供了理论支持和设计基础ꎮ

关键词:超临界ＣＯ２布雷顿循环ꎻ有机朗肯循环ꎻ循环热效率ꎻＯＲＣ功率占比ꎻ光热发电分类号:ＴＫ１２ 文献标识码:Ａ 文章编号:１００１￣５８８４(２０１９)０６￣０４３７￣０６ＡｎＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｎＯｒｇａｎｉｃＲａｎｋｉｎｅＣｙｃｌｅ(ＯＲＣ)

ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣＯ２ＢｒａｙｔｏｎＣｙｃｌｅ

ＧＵＡＮＣｈｕｎꎬＬＩＹｕ￣ｆｅｎｇꎬＬＩＵＹｕｎ￣ｆｅｎｇꎬＭＡＹｉ￣ｌｉａｎｇꎬＷＡＮＧＬｉ￣ｈｕａ(ＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄꎬＨａｒｂｉｎ１５００４６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｔｈｅＡＳＰＥＮꎬａｇｅｎｅｒａｌｆｌｏｗｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅꎬｉｓｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＳＣＯ２－ＯＲＣｃｏｍｂｉｎｅｄｃｙｃｌｅｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｃｙｃｌｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣＯ２Ｂｒａｙｔｏｎｃｙｃｌｅ(ＳＣＯ２)ａｎｄｔｈｅｏｒｇａｎｉｃＲａｎｋｉｎｅｃｙｃｌｅ(ＯＲＣ).ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅＳＣＯ２ｔｕｒｂｉｎｅꎬｔｈｅｉｎｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅＯＲＣｔｕｒｂｉｎｅａｎｄｔｈｅｉｎｌｅｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｓｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｃｙｃｌｅｓｙｓｔｅｍ.ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙꎬｗｈｅｎｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｗｏｒｋｉｎｇｆｌｕｉｄｓꎬｉｔｃａｎｂｅｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｃｙｃｌｅｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｔｕｄｉｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆＲ２２ꎬＲ３２ꎬＲ１２５ꎬＲ１３４ａａｎｄＲ１１５.ＦｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓꎬｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅＯＲＣｐｏｗｅｒｒａｔｉｏｐｒｅｓｅｎｔｓａｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｎｄａｔｗｏｐａｒａｂｏｌａｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｓｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＯＲＣｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＳＣＯ２ｓｙｓｔｅｍｃｈａｎｇｅꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.ＯｖｅｒａｌｌꎬｔｈｉｓｗｏｒｋｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔａｎｄａｄｅｓｉｇｎｂａｓｉｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｕｓｅａｎｄｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｎｔｈｅＳＣＯ２－ＯＲＣｓｏｌａｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣＯ２ｂｒａｙｔｏｎｃｙｃｌｅꎻｏｒｇａｎｉｃｒａｎｋｉｎｅｃｙｃｌｅꎻｃｙｃｌｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎻＯＲＣｐｏｗｅｒｒａｔｉｏꎻｓｏｌａｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ

超临界CO2部分冷却布雷顿循环分析方立军;杨雪;张桂英;郭峰;孙立超【摘要】为了确定部分冷却布雷顿循环各设备节能潜力,得出应用于聚光太阳能技术(Concentrating Solar Power,CSP)的最优可能工作参数,为以后建设超临界CO2(Supercritical Carbon Dioxide:S-CO2)布雷顿循环太阳能热电站提供参考依据,使用EES(Engineering Equation Solver)对应用于CSP的具有一级再热的100 MW S-CO2部分冷却布雷顿循环进行效率和损系数分析,主要分析在不同透平入口温度,再热压力以及循环压比比对循环效率的影响,同时分析各设备损系数的大小.得出冷凝器损最大,因此后续可通过增加底循环来利用冷凝器的.最大效率的最优工作参数为透平入口温度700 ℃,再热压力为9.5 MPa,循环压比比为0.4,此时循环效率为33.73%,循环热效率为50.90%.%In order to determine the energy-saving potential of the equipments that apply to the partial cooling brayton cycle, the optimal working parameters that are applied to concentrated solar thermal power plants (CSP) are summarized which could provide some references for the solar thermal power plants of the construction of supercritical CO2(S-CO2) brayton cycle.The engineering equation solver (EES) is used to carry out the exergy analysis of a 100 MW S-CO2 partial cooling brayton cycle which is used in CSP.By analyzing the influence of the turbine inlet temperature and cycle pressure ratio on the circulating exergy efficiency and the influence of the different turbine inlet temperature on the exergy loss coefficient of each equipment, the result that the maximum exergy loss exists in condensers compared with other equipments is obtained.Therefore, by taking advantage of the usefulexergy of the condensers, the bottom cycles can be greatly bettered.When the turbine inlet temperature is 700 ℃, the reheat pressure is 9.5 MPa, and the cyclic pressure ratio is 0.4, and the circulating exergy efficiency is 33.73% and cycle thermal efficiency is 50.90%.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】6页(P43-48)【关键词】集中式太阳能热电站;超临界CO2;部分冷却布雷顿循环;效率;损系数【作者】方立军;杨雪;张桂英;郭峰;孙立超【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;国核电力规划设计研究院,北京100095;国核电力规划设计研究院,北京 100095;国核电力规划设计研究院,北京100095;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TK123太阳能聚热技术已被证实是完全可以与传统化石能源竞争的可再生能源技术。