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(1)S-CO2布雷顿循环基本原理S-CO2工质用于核反应堆一般采用布雷顿热力循环模式。布雷顿循环一般包括绝热压缩、定压加热、绝热膨胀、定压放热4个基本过程,其基本循环温熵图如图2-1所示。对于核反应堆内的S-CO2布雷顿循环,其最简单、最基本的系统流程如图2-2所示,主要由压缩机、回热器、气轮机、冷却器和热源构成。直接循环条件下的热源是堆芯,间接循环下的热源是反应堆一、二回路之间的换热器。低温低压的气体经压缩机升压,再经回热器高温侧流体预热后进入热源,吸收热量后直接进入气轮机做功,做功后的乏气经回热器低温侧流体冷却后,再由冷却器冷却至所需的压缩机入口温度,进入压缩机形成闭式循环。由于这种循环可以将压缩机入口温度控制在流体的拟临界温度附近,使流体密度增大,流体压缩性较好,从而降低了压缩功耗,提高了热力系统净效率。图2-1基本布雷顿循环温熵图图2-2最简布雷顿循环流程图现有研究表明,在图2-2所示的S-CO2热力循环方案中,回热器高、低温侧工质比热容不同引起回热器存在“夹点”的问题将对循环效率造成较大影响;为提高效率,可加入中间冷却、分流、再压缩等热力过程;S-CO2布雷顿循环用于核反应堆的堆芯最佳出口温度在450~650℃之间,最佳堆芯进、出口温差在150~200℃之间;S-CO2布雷顿循环设备简化、体积小,有利于降低投入成本和实现模块化建造技术。
本文标题:超临界二氧化碳循环分析4
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