国Ⅳ+SCR发动机瞬态循环下NH3泄漏特性研究
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超临界二氧化碳布雷顿循环研究综述
2019年第2期2019年2月 0引言 超临界二氧化碳（以下简称“S-CO 2”）布雷顿循环是一种可实现高效热电转化的动力循环，它以CO 2为工质，利用布雷顿循环完成能量转化，在整个循环过程中始终保持CO 2为超临界状态。该循环可利用的热源温度范围广（400℃～700℃）、效率高（40%～50%），适用于太阳能、核能、分布式能源、船舶动力、燃料电池等多个领域[1]，被认为是当前最具有发展前景的能量转换系统之一[2]。 1S-CO 2布雷顿循环介绍 S-CO 2布雷顿循环的工作原理如图1所示，该循环 为典型的布雷顿循环，包括压缩过程、回热过程、加热过程、膨胀过程、预冷过程五个热力过程，如图1a)所示，其主要由压缩机、回热器、涡轮机、预冷器和热源构成；如图1b)所示，其循环过程为：a)S-CO 2工质经压缩机升压后，利用换热器将S-CO 2工质等压加热到高温；b)高压高温的S-CO 2工质进入涡轮机，推动涡轮做功并带动发电机发电；c)工质进入冷却器恢复到初始状态，在此进入压气机形成闭式循环，S-CO 2的压力和体积变化情况如图1a)中的1-2-3-4-5-6-1循环[3]。 与其他动力循环（蒸汽朗肯循环、有机朗肯循环） 相比，S-CO 2循环具有如下特点：a)S-CO 2工质的特点。当CO 2的压力达到7.377MPa ，温度达到304.128K 时，变为超临界状态，其临界温度和压力远低于水的临界点（22.064MPa ，647.096K ），易于达到；S-CO 2具 收稿日期：2018-12-18 基金项目：中核集团自主研发项目（2017-568） 第一作者简介：冯岩，1988年生，男，河南民权人，2012年毕业于北京理工大学机械制造及其自动化专业，工程师。 超临界二氧化碳布雷顿循环研究综述 冯 岩，王绩德 （中国中原对外工程有限公司，北京100044） 摘要：超临界二氧化碳（S-CO 2）布雷顿循环是当前最具有发展前景的能量转换系统之一，适用于核能、太阳能、分 布式能源、船舶动力、燃料电池等多个领域。阐述了S-CO 2布雷顿循环原理及特点，综述可应用于核电领域的S-CO 2简单布雷顿循环典型结构布局、不同布局下循环性能参数以及优缺点，分析结果能够为相关发电领域S-CO 2布雷顿循环系统设计与应用提供参考。 关键词：超临界二氧化碳布雷顿循环；再压缩循环；部分冷却循环；循环效率中图分类号：TK14文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2019)02-0097-04 Review of Supercritical Carbon Dioxide Brayton Cycle Research FENG Yan,WANG Jide (China Zhongyuan Engineering Corp.,Beijing 100044,China) Abstract:Supercritical carbon dioxide(S-CO 2)Brayton cycle is one of the most promising energy conversion systems,suitable for nuclear energy,solar energy,distributed energy,marine power,fuel cells and other fields.This paper expounded the principle and characteristics of S-CO 2Brayton cycle and summarized the typical structure layout,cycle performance parameters under different layouts,advantages and disadvantages of S-CO 2Brayton cycle in nuclear power field.The analysis results can provide reference for the design and prototype experimental research of S-CO 2Brayton cycle system in related power generation fields.Key words:supercritical carbon dioxide Brayton cycle;recompression cycle;partial cooling cycle;cycle efficiency （总第161期）技术研究 涡轮机 压缩机 发电机回热器 预 冷器 热源2 1 45 6 3 b)循环简单结构图 1.压缩机入口； 2.压缩机出口； 3.回热器冷侧流体出口； 4.涡轮机入 口；5.涡轮机出口；6.回热器热侧流体出口。图1S-CO 2布雷顿循环的工作原理示意图 a)热力循环T-S 图 43 2 6 熵s /(J ·mol -1·K -1) 1 5 97··