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力学所在二氧化碳能源轮回研讨中获进展

来源:未知   日期:2016-08-01 10:12     

co2能源轮回应用热源范畴普遍,在产业余热能、地热能、太阳热能、生物质能、核能及通例化石能源范畴,均存在极大的发展空间。在中高温热能发电范围,优势更加明显,存在引领发电领域革命,成为主流跟 核心发电技能的潜力。美国sandia国度试验室、西南研讨院(swri)跟 lawrenceberkeley国度试验室等研讨机构已将其作为革命性前沿技巧踊跃研讨。

该轮回工质co2无毒、不可燃、稳固、环境友好、成本低廉,是广泛存在于自然界跟 工业进程中的天然工质。co2能源轮回中工质常处于超临界状态(超临界布雷顿轮回中工质均处于超临界状况,跨临界co2能源轮回中工质吸热跟 膨胀初期处于超临界状况),使得co2能源轮回存在极高的轮回热效率跟 功率密度。美国sandia国家试验室指出,超临界co2布雷顿轮回在热源温度为538°c时可实现43%的热效力,在700°c时给出高达50%的热效力,显明高于热力发电传统朗肯轮回33%左右的热效力。高功率密度使得co2能源轮回发电机组尺寸缩减为传统朗肯轮回发电机组的多少十甚至百分之一,备受空间、轮船、潜艇等空间狭小场合的青眼。

中国科学院力学研讨所采用动弹转子膨胀机作为体系膨胀部件,在试验室实现了co2跨临界能源循环发电,并发展了系统轮回实验研究,相关成果发表于energy(panl,lib,weixandlit,energy,2016,95:247-254)。

在较低的运行参数下,高压侧压力为11.0mpa、低压侧压力为4.6mpa、膨胀机进口温度为80°c,取得了1.1kw的稳定发电功率跟 5.0%的轮回热效力(不考虑工质泵耗功)。co2能源轮回压差较大,以至膨胀机内部高压腔跟 低压腔间动密封效力较低,易形成较大的内部泄漏,膨胀机效力普遍不高,该试验中膨胀机等熵效力到达21.4%。滚动转子膨胀机存在启动去世点,并且启动刹那发电功率极大,而后迅速下降,存在一个较大稳固,最终达到牢固运行。体制发电功率受工质泵转速影响较大,随工质泵转速的升高而增大。当工质泵转速保持恒定时,发电电流随负载电阻的升高而降落,而发电电压变革很小,造成发电功率与负载电阻呈负相干关系。

上述研讨工作获得中科院重大科研装备研制名目“纯低温余热co2工质发电试验平台研制”的支持。

图1.co2跨临界能源轮回试验平台

图2.试验过程中发电功率变更法令

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