布雷顿循环

摘要： 超临界二氧化碳布雷顿循环的循环效率高(可达50%)、系统结构紧凑、压缩耗功少、降本潜力大,可与化石能源、核能和太阳能等多种形式热源相结合,应用前景广阔。从关键部件和循环系统的角度综述了国内外超临界二氧化碳布雷顿循环在热源设备、动力设备、回热设备、冷却设备以及设计优化等方面的研究进展,分析了超临界二氧化碳关键部件的实验测试结果、示范系统和遇到的技术瓶颈等,并展望了今后的研究、系统示范和应用趋势。

摘要： 本文通过对我校矿物加工工程本科专业的物理化学教学中引入超临界CO_(2)布雷顿循环的相关知识进行的实践,使得学生对卡诺循环和热力学第二定律的理解进一步加深了,同时由于紧密结合了目前碳达峰碳中和以及减排增效等热点问题,使得同学们对物理化学的学习兴趣得以提升,对物理化学整体知识体系有了更加全面的掌握,从而取得了良好的教学效果。

摘要： 超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环系统发电效率比同参数蒸汽循环高3%~5%,是未来面向与可再生能源共存的化石燃料发电领域重要发展方向.本文从S-CO_(2)循环发电系统产业现状和关键问题等角度,总结了国内外研究进展.有研究表明,通过锅炉模块化设计可将锅炉压降降低到与水蒸气锅炉相当甚至更低的水平,而且复合循环可解决锅炉余热利用问题.在此基础上,不同功率等级的S-CO_(2)循环示范系统为S-CO_(2)锅炉质量评价技术体系研究奠定理论和技术基础.

摘要： 设计基于熔盐堆的间冷回热式氦气轮机循环系统并建立数学模型,介绍以布雷顿循环为原理的系统运行流程。使用控制变量法分析了关键因素:压缩机/透平效率、回热器性能、温比、低压压缩机入口压力对系统总效率的影响。分析结果表明:相较于压缩机效率,同幅度的透平效率提升使系统总效率值更高;换热端差和流动阻力都为系统的循环带来了一定程度的负担;存在使系统效率值最大的温比;计算发现,在特定情况下,系统最高温度越高,系统效率越高。总结、量化了这些因素对系统效率的影响。

摘要： 文章基于能量守恒微分方程建立了改进的S-CO_(2)再压缩布雷顿循环动态模型,分析了船舶烟气温度和流量的变化对循环系统的动态响应。研究结果表明,热源温度和流量的降低导致循环系统的输出功以及循环效率降低;相对于热源流量,热源温度对循环系统的影响较大。

摘要： 超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环在光热发电领域具有良好的应用前景,优化参数是进一步提高系统循环效率的重要措施。采用THERMOFLEX软件建立了10 MW级基于塔式光热的S-CO_(2)布雷顿循环发电系统模型,通过模拟计算分析了诸多系统参数对循环效率的影响。结果表明,S-CO_(2)透平入口温度、分流比和主压缩机入口温度均对系统循环效率有显著影响,循环效率随透平入口温度增加而提高,随压缩机入口温度升高而下降,随分流比的增加先增大再减小,不同透平入口温度、压缩机出口压力下最佳分流比也不同。另外,系统循环效率随透平入口压力的提高先增大后减小,即存在使循环效率最高的最佳透平入口压力。

摘要： 超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术具有高效、清洁、结构紧凑等优点,是一种极具发展前景的新型发电循环技术。文章建立了超临界CO_(2)回热循环和分流再压缩循环的计算模型,分析了最低温度、最低压力、最高温度、最高压力对热效率的影响。结果表明,回热循环和分流再压缩循环热效率随着最低温度的升高而降低,随着最高温度的升高而升高。分流再压缩循环热效率随着最佳最低压力和最佳最高压力的升高出现先增大后减小的情况。

摘要： 以超临界二氧化碳简单回热型布雷顿循环为研究对象,以核电站为应用背景,详细论述了系统循环模型与关键器部件的效率模型建立方法,并利用该模型初步分析了各类工程因素对布雷顿循环效率、系统体积的影响,分析结果表明,循环效率、系统体积对温度、压力、涡轮机械效率、回热器等参数的敏感性存在较大差异,其中增加透平入口温度对缩减系统总体积最为有效,需要建立完善的系统分析模型以进行S-CO_(2)系统的优化设计。

摘要： 大规模储能是保障电网安全和提高可再生能源消纳的关键技术,是新能源进一步发展的战略核心。对基于金属氧化物的高温热化学储能技术进行了详细综述,分析表明,单一金属氧化物储能性能受制于循环稳定性和动力学速率,而掺杂钴、锰、铜以及钙钛矿型的金属氧化物的性能有较明显提升。在此基础上,构建了100 MW太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环与金属氧化物储能耦合系统并建立了对应的稳态模型。模拟结果表明,在典型晴朗春分日,该系统循环热效率可达51.2%,光电转换效率可达25.2%,可实现24 h连续运行。

摘要： 在深空探索快速发展的背景下,空间核能布雷顿循环系统因其能量密度高、环境适应性强、效率高等优势成为深空探测的理想方案之一。与地面发电站不同的是,空间能量转换系统要兼顾系统效率和轻量化的要求,而系统关键参数对系统的效率和质量等性能有着重要的影响。因此,开展热力学参数分析和优化对空间核能布雷顿循环系统的设计具有重要意义。通过建立空间核能布雷顿循环的数学模型和系统部件的质量计算模型,以“质量比功率”为性能优化目标,研究压气机进口温度、压气机压比和涡轮进口温度等参数对系统性能的影响,并采用正交实验法进行优化分析。结果表明,压气机进口温度和压气机压比存在最优值使质量比功率取得最小值,涡轮进口温度升高有利于提高系统的发电效率和降低系统质量。涡轮进口温度的最优值为1500 K,压气机进口温度的最优值范围为416~508 K,压气机压比的最优值范围为2.4~3.1。

摘要： 对超临界二氧化碳布雷顿循环的在发电领域的研究,是实现能源的清洁高效利用和节能减排的重要途径.文中简述了超临界二氧化碳布雷顿循环的基本原理及特点,并且综述了超临界二氧化碳布雷顿循环在火电、核电等发电系统中的发展和研究现状.最后给出了中国在未来关于超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术研究重点的几点看法.

摘要： 超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环是四代堆的备选热力循环系统之一.该循环的工作温度、压力以及换热器的换热能力对系统的热效率有很大的影响.通过计算机数值模拟的方法,建立了S-CO2闭式再压缩布雷顿循环的热力模型.研究换热器的换热能力、热源温度以及排热温度对系统最大热效率的影响.计算结果表明,换热器的换热能力对系统热效率影响显著,当换热能力超过一定数值后,增大压力不能提高系统的热效率.排热温度对系统热效率的影响比热源温度更明显.当换热器的换热能力超过一定数值后,排热温度存在一个最佳值.

摘要： 碳捕集与封存技术是当前减排技术中最重要的过渡性减排技术.相较于传统的物理吸附和化学吸收方法而言,低温法碳捕集技术具有节能环保等优势.本文结合低温法碳捕集技术的理论基础,计算分析了单压缩单膨胀和单压缩两级膨胀等两种基于布雷顿循环的低温法碳捕集系统,发现提高混合气体压力能够有效降低制冷系统能耗,并且单压缩两级膨胀系统总体能耗比单压缩单膨胀系统低,但是气体压缩所增加的功耗使得系统整体能耗并不能得到有效降低.

摘要： 调整质量流率(或沿通流路径压力损失)、底循环压气机的入口压力(或大气压与该入口压力之比)可以优化布雷顿——两平行逆布雷顿循环模型的热力学性能。分析表明,分别存在最佳的燃料流率(或沿通流路径压力损失)、底循环压气机的入口压力(或大气压与该入口压力之比)使循环输出功率最大,最大功率对应顶循环压气机压比有附加的最大值。给定质量流率和动力装置尺寸的情况下,通过合理分配顶循环压气机入口和底循环压气机出口之间的流通面积,循环输出功率和效率可以得到再次优化。

摘要： 用有限时间热力学的方法,充分考虑工质在流动过程中的压降损失、实际动力装置尺寸方面的限制,建立了具有压降不可逆性的布雷顿——两平行逆布雷顿循环的模型,该模型模拟了动力装置中工质的流动过程,较为实际地接近实际装置的工作过程。

摘要： 应用于船用核动力系统的钠冷快堆具有功率密度高、低压高温等特性,但应用于快堆的动力转换系统还有许多问题有待解决.文中介绍四种可能的与快堆结合的动力转换系统方案,就每种方案的工艺流程、关键技术及技术指标参数等方面进行了对比分析,最终推荐斯特林机动力转换系统作为小型船用动力或者船用辅助动力,该方案成熟度高,工程可行性好;推荐超临界二氧化碳布雷顿循环作为船用主动力转换系统.

摘要： 小型模块化反应堆(SMRs)以其安全性能高、运行灵活、适应性强、多用途等优势,未来具有较为广阔的发展空间.本文论述了国内外当前的小型液态金属反应堆的现况,同时论述了当前小型模块化反应堆在海洋条件下的应用现况,分析了液态金属堆在海洋条件下的应用可行性,对比分析了不同种液态金属反应堆之间的差异,针对目前钠冷快堆发展的制约因素,提出利用超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环、其他流体替换中间回路钠,以及和斯特林机发动机相契合的三种改进方案.

摘要： 本文由设备技术构面切入,探讨国际技术发展现况、超临界CO2热发电系统模块关键技术、雏型系统整合与相关专利技术.超临界二氧化碳热发电应用研究首见于2004年之美国Sandia国家实验室发表相关研究构想,并持续在2012年完成120 KWe级之发电系统并对外公开展示,在美国能源部(DoE)研发资源挹注下,持续朝商业化10 MWe级系统与模块件精进方面发展.对应工业制程废热、环境废热以及运输轮机热能之能源再利用,与地热、太阳热等洁净能源之有效转换需求议题,兼具效率提升与建置成本效益之创新超临界CO2热发电系统技术为目前能源产业积极发展之次世代热发电技术与亮点能源系统.该系统藉由运用超临界二氧化碳为流体介质,基于非理想气体及布雷顿循环(Brayton Cycle)热流特性,可于中低温域即达成优于传统蒸气或氦气之高效热当量输出特性与热机循环效率,且无传统水垢集结堵塞管路或热媒泄漏污染问题,系统动力效率亦高于传统朗肯循环(Rankine Cycle)50％以上.甚且,系统架构紧密,体积仅为传统发电系统的1/30,故于模块化系统、精简设置空间、投资与维护成本等产业实用与推广考虑上将有大幅帮助,并可在150～1,000°C温度域弹性客制应用规模.

摘要： 用有限时间热力学理论建立了由一个不可逆闭式布雷顿循环和一个内可逆四热源吸收式制冷循环组成的热电冷联产循环模型,导出了其火用输出率和火用效率的表达式。利用数值计算方法,分析了循环各参数对火用输出率和火用效率与压比关系的影响,比较了最大火用输出率和最大火用效率性能,给出了实际热电冷联产装置设计和运行的建议。

摘要： 以逆流换热器为例，对于仅以传递热量为目的和参与不可逆布雷顿循环两种情况，研究了最小熵产原理和火积耗散极值原理在换热器优化问题中的适用性。结果表明，对于参与热功转换的换热器，以输出最大功为目标，换热器的优化准则应为最小熵产原理；而对于只参与热量传递的换热器，优化目标为给定条件下换热量最大，换热器优化准则应为火积耗散极值原理。尽管对于流体温度变化不剧烈的换热器，熵产与火积耗散近似线性关系，采用两种优化原理的优化结果趋于一致，但两优化原理所对应的优化目标不同，适用范围不同。

摘要： 一种核电站，该核电站包括一个闭合循环发电回路，其利用布雷顿循环作为热力学转换循环。该核电站还包括启动增压系统，该系统具有轴阀，以及与该轴阀并联连接的增压器。而且，常闭增压器隔离阀与增压器以及与该增压器并联的增压器旁路结构串联设置。一种启动布雷顿循环的方法包括：将发电回路切换到备用模式，在该模式下，氦依靠启动增压系统和在回路中所产生的增加的电能而环绕发电回路循环，直到氦依靠独立于启动增压系统的压缩机而围绕发电回路循环。

摘要： 一种核电站，该核电站包括一个闭合循环发电回路，其利用布雷顿循环作为热力学转换循环。该核电站还包括启动增压系统，该系统具有轴阀，以及与该轴阀并联连接的增压器。而且，常闭增压器隔离阀与增压器以及与该增压器并联的增压器旁路结构串联设置。一种启动布雷顿循环的方法包括：将发电回路切换到备用模式，在该模式下，氦依靠启动增压系统和在回路中所产生的增加的电能而环绕发电回路循环，直到氦依靠独立于启动增压系统的压缩机而围绕发电回路循环。

摘要： 本发明公开了基于化学回热氨源部分裂解的布雷顿循环系统及循环方法，包括汽化器、分流器、氨裂解反应器、混合器、燃烧室、空气输入装置和燃气透平，分流器的第一输出口与氨裂解反应器的反应物输入口连接，分流器的第二输出口与混合器的氨输入口连接，氨裂解反应器的混合气出口与混合器的混合气输入口连接，混合器的输出口与燃烧室的燃料入口连接，燃烧室的烟气出口与燃气透平的输入口连接，燃气透平的输出口与氨裂解反应器的烟气入口连接，氨裂解反应器的烟气出口与汽化器的热流股入口连接。本发明通过化学回热将高温烟气中的物理显然转换为氢气和氮气中的化学能，可提高氨的利用效率，且无二氧化碳排放，对环境友好。

摘要： 本发明公开了一种布雷顿循环与吸收制冷循环耦合的冷热电联供系统及方法，该系统包括SCO2布雷顿循环发电及供热模块和溴化锂吸收式制冷模块，本发明通过将SCO2布雷顿循环冷凝前的热量传输给溴化锂吸收式制冷循环，在发生器内加以利用，从而驱动制冷循环，同时将透平中做过功的CO2工质一部分能量用来对外供热；所述系统能够减少冷源损失，提高系统的能源利用率，达到冷热电联供的效果；所述系统具有发电模式、冷电联供模式、热电联供模式以及冷热电联供等多种运行方式。本发明给出了不同模式和工况下的运行调节方法，可实现不同需求下电能、热能和冷能的调节和灵活供给。

摘要： 本发明涉及超临界二氧化碳布雷顿循环技术领域，公开了一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统换热器及循环系统，包括换热流道，换热流道包括依次连接的入口段、过渡段和微细通道换热段，入口段包括切向入口管和轴向旋流管，切向入口管的轴线空间垂直轴向旋流管的轴线，以使从切向入口管流入的循环工质在轴向旋流管内形成旋流，轴向旋流管的出口与过渡段连接，轴向旋流管的轴线垂直于微细通道换热段的入口平面。本发明提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统换热器及循环系统，循环工质从切向入口管以切向方向进入轴向旋流管，并在切向旋流的旋流离心力和外扩张效应作用下在过渡段内充分扩张，从而减轻换热器微细通道流量分配不均匀问题。

摘要： 本发明涉及封闭循环式布雷顿循环系统及方法。具体而言，提供了效率得到改善的用于产生能量的方法和单元。布雷顿循环单元包括构造成用以压缩流动介质的多级压缩机；第一热交换器，其流体地连接到多级压缩机上且构造成用以使来自于经过第一热交换器的工作介质的热量传递至压缩的流动介质；膨胀器，其流体地连接到第一热交换器上且构造成用以使加热的压缩流动介质膨胀以产生对膨胀器轴的旋转；以及第二热交换器，其流体地连接在膨胀器与压缩机之间且构造成用以从膨胀的流动介质中除去热量。经过单元的流动介质通路是封闭的。位于多级压缩机的第一级与第二级之间的至少一个中间冷却器机构构造成用以将流动介质冷却至预定温度。

摘要： 一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统，包括：超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、预冷‑锅炉耦合回热模块和吸收式电冷联供系统。超临界二氧化碳布雷顿循环系统与吸收式电冷联供系统结合起来，充分利用低温回热器出口的低压高温侧出口二氧化碳余热，再结合预冷‑锅炉耦合回热系统，为吸收式电冷联供系统提供热量，可以充分利用低温回热器出口的低温余热，实现全回热，同时去掉了布雷顿循环所需的大量冷却水及预冷器需求，减小高温回热器和低温回热器的投资成本，提高布雷顿系统的发电效率。

摘要： 本发明提供一种联合布雷顿循环与SOFC的新型混合动力装置，包括闭式布雷顿循环系统和固体氧化物燃料电池，主要包括压气机，回热器，换热器，SOFC系统，铝水反应器，涡轮，发电机，冷凝器，高氯酸盐制氧器和智能水泵。本发明以全封闭小型动力装置为技术核心，针对深海探测器等精密性无氧设备进行设计使用。该系统与传统热机相比，具有能量密度高，能量转化效率强(2～3倍)，减噪隐蔽，燃料适应性好等诸多优点，满足水下航行长航时、大航程、高功率密度的动力发展需求。

摘要： 本发明公开了应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，包括压气机、透平、备用压气机、启发一体电机、备用电机和蓄电池；启发一体电机、压气机和透平依次同轴连接；启发一体电机和备用电机均由蓄电池供电；启发一体电机作为电动机运行时，通过压气机和透平带走核反应堆换热器热量，进行透平排气；启发一体电机作为发电机运行时，对外供电或为蓄电池进行充电；启发一体电机停止运行，备用电机运行时，备用电机带动备用压气机直接带走核反应堆换热器中停堆后热量，通过核反应堆换热器的排气口进行排气。本发明提供的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，采用开式循环系统设置可有效避免工质泄漏影响循环系统效率的问题。

摘要： 本实用新型涉及超临界二氧化碳布雷顿循环技术领域，公开了一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统换热器及循环系统，包括换热流道，换热流道包括依次连接的入口段、过渡段和微细通道换热段，入口段包括切向入口管和轴向旋流管，切向入口管的轴线空间垂直轴向旋流管的轴线，以使从切向入口管流入的循环工质在轴向旋流管内形成旋流，轴向旋流管的出口与过渡段连接，轴向旋流管的轴线垂直于微细通道换热段的入口平面。本实用新型提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统换热器及循环系统，循环工质从切向入口管以切向方向进入轴向旋流管，并在切向旋流的旋流离心力和外扩张效应作用下在过渡段内充分扩张，从而减轻换热器微细通道流量分配不均匀问题。