超临界二氧化碳

摘要： 为了探究超临界二氧化碳(sCO2)自然循环的流动特性,在系统压力为7.6～10.2 MPa和加热段入口温度为16～33°C的宽参数范围内,进行了sCO2自然循环流动特性实验研究,详细分析了加热段入口温度、系统压力、回路结构、冷热段温差等对循环特性的影响,并将实验结果和理论模型结果进行比较.结果表明:sCO2自然循环的稳态质量流量随加热功率的提高先快速增加,达到峰值后开始缓慢降低;加热段入口温度、系统压力、回路结构、冷热段温差均显著影响sCO2自然循环的质量流量.理论模型的计算结果和实验结果一致,验证了理论模型的准确性.该结果可为设计高效的sCO2自然循环系统提供参考.

摘要： 针对在船舶电站中集成超临界二氧化碳布雷顿循环(supercritical CO_(2)Brayton cycle,S-CO_(2)BC)发电装置导致的船舶电力系统暂态稳定性不明确问题,采用整体等效建模方法构建以某一容量为9400 TEU的集装箱船为原型的中压电力系统仿真模型。通过以负荷静态特性为基础的频率约束法确定S-CO_(2)BC发电装置的渗透率理论限值,研究不同渗透率等级下发生三相短路故障和负荷突变时发电机组输出功率、相对功角、母线电压和电网频率等特征参数的变化规律,分析渗透率因素与电网发生电压失稳或功角失稳的内在关系。研究结果表明:S-CO_(2)BC发电装置并网会降低船舶电力系统暂态稳定性,当渗透率小于理论限值20.26%时,相对功角和母线电压最大瞬时偏差范围分别为1.37%~2.68%和1.23%~1.85%;当渗透率越限后,电网将发生功角或电压失稳。

摘要： 采用数值模拟的方法分析不同热工参数对印刷电路板式换热器内超临界二氧化碳进行换热特性研究。在压力8~12 MPa、质量流速800~2000 kg/(m^(2)·s)和入口温度650~850 K的参数范围内,讨论了压力、温度和质量流速对管内超临界二氧化碳传热特性的影响。研究结果表明:印刷电路板式换热器管内压力升高,传热系数增大;当流体温度升高,管内主流焓值增大,热传递能力增强,传热系数增大;在出口附近区域,随着边界层的厚度沿主流方向增加,传热系数先增大后减小,换热能力降低,传热系数减小;随着质量流速的升高,管内换热能力增强,平均换热系数升高,换热效果强化显著。

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： 基于热力学第一定律对超临界CO_(2)混合工质再压缩布雷顿循环进行了热力学分析,重点讨论了在中低温热源下(200~400°C)加入气体种类及比例、透平入口温度、透平入口压力、分流比、主压缩机入口温度对循环热力学性能的影响。结果表明:加入0~10%的丙烷、新戊烷、异丁烷、正丁烷均能够提高循环效率,改善循环系统的热力学性能。在透平入口温度低于260°C时,加入乙烷的循环热效率低于单一工质CO_(2)。随着混合比例、透平入口温度和压力、分流比的增加,系统循环效率也随之提高。主压缩机入口温度增加,循环效率反而下降。

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： 超临界CO_(2)(SC-CO_(2))喷射压裂技术有望成为非常规油气资源的高效开发手段。为了探明其射流密封机理,开展了SC-CO_(2)喷射压裂作业时环空、孔眼及裂缝中的流场数值模拟研究。结果表明:SC-CO_(2)喷射压裂作业时SC-CO_(2)射流在环空附近形成低压区,促使环空流体进入地层孔眼而不进入已压开裂缝中,从而实现射流密封;SC-CO_(2)喷射压裂的射流密封效果与喷嘴压降和喷嘴直径正相关,与套管孔径和环空压力反相关,而受到SC-CO_(2)流体温度的影响极小;在相同的模拟条件下,SC-CO_(2)喷射压裂的射流密封效果强于水力喷射压裂。

摘要： 为了研究耐热钢在超临界二氧化碳布雷顿循环系统中的适用性,选择目前电厂常用的两种金属材料(马氏体钢T91和奥氏体不锈钢HR3C),在600°C/25 MPa的超临界二氧化碳环境中开展腐蚀试验。通过腐蚀质量增加研究了2种材料的腐蚀动力学规律;利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)测量腐蚀产物层的厚度,分析腐蚀产物的形貌和元素分布;利用X射线衍射仪(XRD)对试样表面腐蚀产物进行物相分析。结果表明:在超临界二氧化碳中,马氏体钢T91和奥氏体不锈钢HR3C的腐蚀质量增加随时间呈近似抛物线的变化规律,其中HR3C钢的耐腐蚀性能明显优于T91钢;T91钢的腐蚀产物层由外层Fe_(3)O_(4)、内层FeCr_(2)O_(4)和腐蚀产物/金属基体界面处的过渡区(金属基体和FeCr_(2)O_(4)的混合区)所组成;HR3C钢的表面腐蚀产物主要为具有保护性的Cr_(2)O_(3)氧化层。

摘要： 试验采用分散红54在超临界染色装置上进行亚麻织物的防染印花,探究了染色时间、染色温度、染色压力以及糊料浓度对亚麻织物防染印花性能的影响,测定了染色后亚麻织物及印花的K/S值和色牢度。结果表明,在防染剂质量分数为10%、温度为120°C、压力为20 MPa、染色时间为60 min的条件下,亚麻织物印花防白效果好同时印花能达到最大的K/S值,染色牢度达到4级。

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： 利用超临界二氧化碳开发油气藏资源极具潜力,不过许多基础问题仍有待研究,井底波动压力变化问题则是其中之一.基于超临界二氧化碳的物性,建立了物性控制方程、流动控制方程、瞬态控制方程,最终获得井底的热流固耦合瞬态波动压力模型.在关泵条件下,起下钻速度越大,井底波动压力越大.当起下钻速度为0.1～2.0m/s时,最大激动压力从0.13MPa升到3.86MPa,产生的最大抽汲压力从0.13MPa升到1.83MPa.与清水钻井对比发现,超临界二氧化碳钻井产生的波动压力偏低,有利于现场作业,可以适当加快起下钻速度,提高工作效率.

摘要： 对于低渗透油页岩矿藏的开发,超临界二氧化碳(SC-CO2)压裂技术有效规避了水力压裂会引起的地层伤害、诱发地震和环境污染等问题,且由于其在起裂压力、沟通微裂缝、形成复杂缝网上的优势,是目前一项热门的无水压裂技术.本文详细介绍了SC-CO2压裂技术的技术特点和近年来SC-CO2压裂的实验与数学模型研究.从裂缝扩展规律性实验、在SC-CO2作用下的岩性变化实验、SC-CO2压裂液体系的研制以及SC-CO2流体携砂流动、井内温度场、裂缝起裂扩展数学模型的相关研究中,探讨目前SC-CO2压裂技术的研究进展与不足,并在增粘剂的设计、裂缝有效性的评价、填砂裂缝网络提高油页岩储集层传热和渗流能力等方面的研究提出了建议,对SC-CO2压裂技术的未来发展具有参考意义.

摘要： Cr含量增加有利于提高抗CO2腐蚀性能，Cr含量＞20%抗腐蚀性能稳定；形成Al氧化层的合金的腐蚀轻微；温度对CO2腐蚀的影响明显，但与具体的合金组成有关，压力对CO2腐蚀影响小；加氧和加水蒸气影响腐蚀，与含量和合金的种类以及试验温度有关；环境因素对高温合金的影响小；施加应力对材料的腐蚀有影响，加剧内氧化/内碳化；铁素体和奥氏体钢存在不同程度的表面硬化；对高温合金，无表面硬化。

摘要： 超临界二氧化碳(SCO2)离心压气机作为SCO2布雷顿循环的核心部件,其设计的好坏直接决定了循环效率的高低.本文使用三种不同的物性计算方程对Sandia实验室的SCO2离心叶轮进行了一维分析,确定了能够准确计算CO2物性的方法,并将其用于一维平均流线法.通过选择合适的损失模型,建立了适用于SCO2离心压气机的变工况性能预测程序,并对某SCO2离心压气机叶轮部分进行了性能预测.同时利用NUMECA软件对其进行三维CFD计算,并对两种方法的计算结果进行对比分析.结果显示本文选用的损失模型可以较为准确地预估设计点处性能,三维计算结果显示流场中存在一定的冷凝区域.

摘要： 压裂技术已成为非常规油气藏开采必不可少的措施,压裂液性能好坏直接决定压裂的成败.VES清洁压裂液体系具有无固相残渣、伤害小、破胶彻底、返排率高等优点,展现出良好的应用前景.本论文通过引入具有CO2响应的VES分子,构筑可智能调控体系成胶-破胶过程的VES清洁压裂液,从而实现体系循环利用.压裂施工实际条件下,CO2均是以超临界形态存在,在17MPa压力和47°C条件下,研究超临界CO2与芥酸酰胺丙基二甲胺(C22ZEA)溶液质量比为3:1的混合体系的压裂液性能.性能评价结果表明该C22ZEA清洁压裂液体系具有良好的携砂性,较低的滤失和岩心基质渗透率伤害性.

摘要： 压裂技术已成为非常规油气藏开采必不可少的措施,压裂液性能好坏直接决定压裂的成败.VES清洁压裂液体系具有无固相残渣、伤害小、破胶彻底、返排率高等优点,展现出良好的应用前景.本论文通过引入具有CO2响应的VES分子,构筑可智能调控体系成胶-破胶过程的VES清洁压裂液,从而实现体系循环利用.压裂施工实际条件下,CO2均是以超临界形态存在,在17MPa压力和47°C条件下,研究超临界CO2与芥酸酰胺丙基二甲胺(C22ZEA)溶液质量比为3:1的混合体系的压裂液性能.性能评价结果表明该C22ZEA清洁压裂液体系具有良好的携砂性,较低的滤失和岩心基质渗透率伤害性.

摘要： 压裂技术已成为非常规油气藏开采必不可少的措施,压裂液性能好坏直接决定压裂的成败.VES清洁压裂液体系具有无固相残渣、伤害小、破胶彻底、返排率高等优点,展现出良好的应用前景.本论文通过引入具有CO2响应的VES分子,构筑可智能调控体系成胶-破胶过程的VES清洁压裂液,从而实现体系循环利用.压裂施工实际条件下,CO2均是以超临界形态存在,在17MPa压力和47°C条件下,研究超临界CO2与芥酸酰胺丙基二甲胺(C22ZEA)溶液质量比为3:1的混合体系的压裂液性能.性能评价结果表明该C22ZEA清洁压裂液体系具有良好的携砂性,较低的滤失和岩心基质渗透率伤害性.

摘要： 压裂技术已成为非常规油气藏开采必不可少的措施,压裂液性能好坏直接决定压裂的成败.VES清洁压裂液体系具有无固相残渣、伤害小、破胶彻底、返排率高等优点,展现出良好的应用前景.本论文通过引入具有CO2响应的VES分子,构筑可智能调控体系成胶-破胶过程的VES清洁压裂液,从而实现体系循环利用.压裂施工实际条件下,CO2均是以超临界形态存在,在17MPa压力和47°C条件下,研究超临界CO2与芥酸酰胺丙基二甲胺(C22ZEA)溶液质量比为3:1的混合体系的压裂液性能.性能评价结果表明该C22ZEA清洁压裂液体系具有良好的携砂性,较低的滤失和岩心基质渗透率伤害性.

摘要： 掌握并联通道内超临界CO2流量分配规律对新型太阳能热发电吸热器等能量转换设备的设计和优化具有重要意义.本研究开展了超临界CO2在内径2mm水平并联圆管内流量分配试验,采用电加热方式分别控制两个并联支路的加热热流,分析热流密度偏差、系统压力和质量流量对并联管流量分配的影响规律.试验参数范围:系统压力7.5～8.5MPa,总质量流量150～250g/min,热流密度55～100kW/m2,流体温度20～100°CC.试验表明,并联管路两支路热流密度偏差越大,流量分配偏差越明显;管内超临界CO2因热偏差而导致的流动阻力偏差是流量分配不均的主要原因.提高系统压力、提高质量流量可以削弱超临界CO2在并联通道内的流量偏差现象,有助于提升流动系统稳定性.研究成果为太阳能热发电技术能量转换系统的设计提供一定的理论基础与技术支撑.

摘要： 掌握并联通道内超临界CO2流量分配规律对新型太阳能热发电吸热器等能量转换设备的设计和优化具有重要意义.本研究开展了超临界CO2在内径2mm水平并联圆管内流量分配试验,采用电加热方式分别控制两个并联支路的加热热流,分析热流密度偏差、系统压力和质量流量对并联管流量分配的影响规律.试验参数范围:系统压力7.5～8.5MPa,总质量流量150～250g/min,热流密度55～100kW/m2,流体温度20～100°CC.试验表明,并联管路两支路热流密度偏差越大,流量分配偏差越明显;管内超临界CO2因热偏差而导致的流动阻力偏差是流量分配不均的主要原因.提高系统压力、提高质量流量可以削弱超临界CO2在并联通道内的流量偏差现象,有助于提升流动系统稳定性.研究成果为太阳能热发电技术能量转换系统的设计提供一定的理论基础与技术支撑.

摘要： 本发明公开了一种超临界二氧化碳气缸冷却结构及超临界二氧化碳气缸。超临界二氧化碳气缸冷却结构包括：外缸体；转子，转动设于外缸体上；干气密封件，设于外缸体的两端，用于在外缸体的两端形成干气密封，干气密封件上设置有第一进气结构，以使冷却气体从外缸体的外部经过第一进气结构向外缸体的内部流动；端部气封件，设于外缸体与转子之间，且设于外缸体两端位于干气密封件的内侧处，端部气封件上设置有第二进气结构，以使从第一进气结构流入的冷却气体经过第二进气结构流入外缸体的内部。该发明提供一种能降低气缸的运行温度，为超临界二氧化碳透平干气密封运行提供保护的超临界二氧化碳气缸冷却结构。

摘要： 本发明涉及二氧化碳灭火技术领域，公开了一种超临界二氧化碳排放管和超临界二氧化碳灭火装置，所述超临界二氧化碳排放管包括彼此连接的输送管段和喷射管段，所述输送管段为扰性金属管并且位于所述喷射管段的上游；所述超临界二氧化碳灭火装置包括二氧化碳储存部和所述超临界二氧化碳排放管，所述超临界二氧化碳排放管的入口端连接于所述二氧化碳储存部的出口。本发明的超临界二氧化碳排放管不需要使用时盘绕收纳，需要使用时再伸长使用，方便灵活，由此，超临界二氧化碳灭火装置的布置位置和距离也更灵活；并且，输送管段使用金属材料制成很好地减缓了超临界二氧化碳对输送管段的腐蚀和冲击，有利于延长超临界二氧化碳排放管的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种超临界二氧化碳气缸冷却结构及超临界二氧化碳气缸。超临界二氧化碳气缸冷却结构包括：外缸体；转子，转动设于外缸体上；干气密封件，设于外缸体的两端，用于在外缸体的两端形成干气密封，干气密封件上设置有第一进气结构，以使冷却气体从外缸体的外部经过第一进气结构向外缸体的内部流动；端部气封件，设于外缸体与转子之间，且设于外缸体两端位于干气密封件的内侧处，端部气封件上设置有第二进气结构，以使从第一进气结构流入的冷却气体经过第二进气结构流入外缸体的内部。该发明提供一种能降低气缸的运行温度，为超临界二氧化碳透平干气密封运行提供保护的超临界二氧化碳气缸冷却结构。

摘要： 本发明提供了一种超临界二氧化碳制取设备及超临界二氧化碳制取方法，涉及超临界二氧化碳制取技术领域，本发明提供的超临界二氧化碳制取设备，包括：用于存储流体状态的二氧化碳的储罐；用于将二氧化碳压缩至85MPa～105MPa的加压泵；用于连通储罐出口和加压泵进口的第一管路；加压泵的出口与第二管路连接，第二管路设有用于加热二氧化碳的加热器，本发明提供的超临界二氧化碳制取设备缓解了现有技术无法制取具有较高压力超临界二氧化碳的技术问题。

摘要： 本发明公开一种二氧化碳热泵回收余热的超临界二氧化碳热电联产系统，包括超临界二氧化碳动力循环发电单元和余热回收单元，余热回收单元包括热网加热器和跨临界二氧化碳热泵单元，跨临界二氧化碳热泵单元包括冷端余热回收二氧化碳热泵单元和烟气余热回收二氧化碳热泵单元。该系统采用热网加热器和跨临界二氧化碳热泵降低超临界二氧化碳流体温度，满足主压缩机进口温度要求，同时发挥二氧化碳热泵低温热提质优势，实现冷端低温余热的深度高效回收；采用二氧化碳热泵降低烟气温度，实现烟气低温排放，同时将烟气余热深度高效回收至热网回水中，实现了烟气余热的深度高效回收利用。

摘要： 本发明涉及超临界二氧化碳煤体萃取与深孔不耦合装药二氧化碳介质卸压爆破瓦斯治理方法及装置，包括如下步骤：在煤层中采用井下防暴钻机施工爆破萃取孔并在爆破萃取孔中安装爆破器材和超临界CO

摘要： 本发明提供的一种二氧化碳全捕集的超临界二氧化碳发电系统及方法，包括空气分离装置、燃烧器、透平和气体循环系统，其中，空气进入空气分离装置内进行气体分离，分离出的氧气从空气分离装置的出口进入燃烧器内，与燃烧器内的天然气一起燃烧，产生高温的超临界二氧化碳，高温的超临界二氧化碳从燃烧器的出口进入透平内进行做功发电；透平的排气出口通过气体循环系统再次进入燃烧器；该结构能够大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。

摘要： 本实用新型属于火力发电技术领域，具体地涉及一种二氧化碳处理组件及一种超临界二氧化碳循环发电机组，所述二氧化碳处理组件包括气水分离部件和过滤部件，气水分离部件适于分离二氧化碳中的水分，过滤部件用于过滤二氧化碳，过滤部件与气水分离部件相连通。本实用新型的二氧化碳处理组件，可以除去二氧化碳中的水分和杂质颗粒。

摘要： 本实用新型公开了一种二氧化碳下井的超临界二氧化碳干热岩发电机组，包括注气井、回气井、压缩机、回热器、透平、火电厂、混合器、发电机以及埋藏于地下的干热岩压裂带；注气井的下端及回气井的下端均伸入到干热岩压裂带内，压缩机的出口与回热器的冷侧入口相连通，回热器的冷侧出口与注气井相连通，回气井与透平的入口相连通，透平的出口与回热器的热侧入口相连通，回热器的热侧出口及火电厂的二氧化碳出口与混合器的入口相连通，混合器的出口与压缩机的入口相连通，透平与压缩机及发电机相连接，该系统能够实现地热发电与二氧化碳地质封存的结合，同时干热岩发电效率较高，并且二氧化碳封存过程的能耗较低。

摘要： 本实用新型提供的一种二氧化碳全捕集的超临界二氧化碳发电装置，包括空气分离装置、燃烧器和透平，其中，空气进入空气分离装置内进行气体分离，分离出的氧气从空气分离装置的出口进入燃烧器内，与燃烧器内的天然气一起燃烧，产生高温的超临界二氧化碳，高温的超临界二氧化碳从燃烧器的出口进入透平内进行做功发电；该结构能够大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。