夾點對超臨界二氧化碳布雷頓再壓縮循環性能的影響

曹春輝，李惟毅

（中低溫熱能高效利用教育部重點實驗室（天津大學），天津 300350）

夾點對超臨界二氧化碳布雷頓再壓縮循環性能的影響

曹春輝，李惟毅

（中低溫熱能高效利用教育部重點實驗室（天津大學），天津 300350）

研究了超臨界二氧化碳（supercritical carbon dioxide，SCO2）布雷頓再壓縮循環回熱器的夾點問題，分析了換熱器夾點對SCO2布雷頓再壓縮循環熱效率、凈輸出功、不可逆損失和?效率等性能的影響，闡述了膨脹機進口溫度和循環壓比對SCO2布雷頓再壓縮循環的影響，并比較了再壓縮循環和簡單回熱循環的性能。結果表明：夾點的位置隨著分流比的增大，先出現在低溫回熱器低溫側的出口，然后出現在低溫回熱器內部，最后出現在低溫回熱器低溫側進口；在給定的初始條件下，分流比存在最小值，隨著分流比的增大，循環的熱效率和?效率先增大后減小；分流比對加熱器、低溫回熱器、冷卻器和高溫回熱器的?損失有較大影響；壓比的增大和膨脹機進口溫度的升高都會使再壓縮循環最小分流比減小；在一定分流比下，再壓縮循環的熱效率比簡單回熱循環要高。

夾點；超臨界二氧化碳；布雷頓循環；優化；熱力學

近年來，采用超臨界二氧化碳（SCO2）作為工質的動力循環在全球范圍內逐漸成為研究熱點。由于具有循環熱效率高、系統緊湊和占地面積小等特點，SCO2動力循環能夠降低電廠的發電成本[1]。當熱源溫度高于470℃時，SCO2布雷頓再壓縮循環的熱效率要高于蒸汽朗肯循環[2]，所以其在太陽能[3-4]和核能[5-6]利用等領域有著很好的應用前景。……