本系统采用横置并联布局,包含热储罐和冷储罐,每个罐体均设有内腔进口管道,旨在优化超临界二氧化碳的储存与传输效率。
背景技术
随着全球能源需求的持续增长和对可持续发展目标的追求,提高能源利用效率成为了各国政府、科研机构以及工业界共同关注的焦点。在这一背景下,超临界二氧化碳布雷顿循环作为一种新型的发电技术,因其高效率、经济效益和环境友好性的特点,受到了广泛关注。与传统的布雷顿循环技术相比,超临界CO2
循环具有显著的优势。其中一个关键因素是超临界二氧化碳的高流体密度,这使得研究人员能够设计出结构紧凑的透平和压缩机。发电系统的紧凑性不仅能有效降低材料制造成本,同时也能满足小型化、轻量化的现代工业需求。此外,超临界二氧化碳动力循环还具备诸多其他优点,如高效率运行、低噪音振动、以及无排放的闭式循环等。其应用功率范围宽广,从100 kW到100 MW级别不等,能够适应不同类型的热源,因而被认为是一项具有革命性潜力的新一代动力技术。
储罐作为关键部件之一,在超临界二氧化碳发电动力循环中起到了至关重要的作用。针对超临界二氧化碳动力循环的对温度和压力等工况要求的特殊性,储罐在整个循环系统中对二氧化碳工质进行存储与供给,保障了整个系统及其关键核心动力部件的正常运行,特别是在启动、升速、高效运行、停机的全过程中进行可调的动态响应,发挥稳压的作用。
在超临界二氧化碳动力循环的发展中,近临界点运行被证实拥有诸多好处,然而二氧化碳工质在临界点附近的热物性极端不稳定,其密度等物理量受温度和压力变化极端敏感,因此通过储罐配合阀门等实现温度和压力的精准调控是发展该技术的必要前提。除此外,二氧化碳工质在储罐中因温度和压力的波动而产生明显相变和分层现象,这将降低储罐的加热和保温效果,对储罐本身乃至整个系统的安全性均产生了极端不利影响。另外,二氧化碳工质在流入和流出储罐过程中,会与内部原有的静止工质产生相对运动,形成涡旋结构以及二次流等耦合的高度复杂流动现象,产生较大的压力损失,导致循环效率降低,这也是超临界二氧化碳储罐需要改进的方面。
实现思路