超临界二氧化碳布雷顿循环及其向心透平的设计与分析

本文初步设计了超临界二氧化碳布雷顿循环的热力参数,输出功率在1.5 MW左右。同时本文对超临界二氧化碳热力系统核心部件向心透平进行设计,并进行了CFD数值模拟、变工况预测与计算,结果表明流量、效率等总体参数都达到设计目标,各气动参数计算值与设计值的趋势也保持一致,CFD计算结果与一维变工况预测结果基本符合。

基于向心透平效率预测的超临界二氧化碳循环的热力学分析

透平是超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环的核心部件之一。通常,小流量的循环常采用向心透平。透平的效率和循环的设计参数密切相关。在关于S-CO2循环的研究中,透平效率通常设置为定值。目前并没有关于采用透平效率预测对于S-CO2循环,性能影响的研究。本篇文章提出了采用一维向心透平效率的S-CO2循环再压缩循环模型。并在不同的循环参数下,对采用一维透平效率和固定透平效率的S-CO2循环的热力学性能进行对比。结果显示当循环参数改变时,可以采用合适的固定透平效率。然而,当热源流量变化时,探究变工况情况下的透平效率相当重要。