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核科学与工程2024年第05期:超临界二氧化碳布雷顿循环系统关键参数对循环效率的影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郭瑞阳;杨红义;庄毅;肖常志;乔鹏瑞;齐少璞;

单位:中国原子能科学研究院;

摘要:超临界二氧化碳(S-CO_2)布雷顿循环具有热能利用率高、结构紧凑、布置简单等优点,耦合反应堆容易实现集成化,适用于小型模块堆的研发。本文建立了简单回热、分流再压缩、再热再压缩及间冷再压缩循环的4种循环布局模型,针对设备等熵效率采用了一种无量纲效率计算方法,计算了不同设备尺寸和工作压比下的设备效率,深入分析了压缩机和涡轮机入口参数及其效率随工况改变对系统循环效率的影响。结果表明:4种循环布局针对不同工况变化趋势相似。其中,主压缩机和涡轮机入口焓值、中间压缩机入口压力及再热涡轮机入口压力都存在对应循环效率最高的最佳值;以分流再压缩循环为例给出了不同功率等级及不同系统最高温度下循环效率随系统压比的变化,并与采用恒定设备效率计算结果进行对比,其结果能更全面客观的反应S-CO_2布雷顿循环的特征。

关键词:超临界二氧化碳;;布雷顿循环;;设备参数;;循环效率