工作原理
sCO2的布雷顿循环过程主要由压缩、加热、膨胀和冷却四个基本过程组成。1、压缩过程:超临界二氧化碳(sCO2)进入压缩机进行压缩,提高其压力和温度,为后续的热力过程做准备。压缩后的sCO2接着进入回热器/换热器,在这里与从透平出来的低温sCO2进行热交换,进一步升高其温度,同时冷却透平出口的sCO2,提高整体循环的热效率。2、高速透平:温高压的sCO2进入高速透平进行膨胀,释放其内能并驱动透平旋转,从而产生机械功。透平出口的sCO2温度和压力降低,再次进入回热器/换热器进行热交换。3、提高循环效率:为了进一步提高循环效率,系统中常加入一些热力过程。例如,中间冷却可以在压缩过程中降低sCO2的温度,减少压缩功耗;分流则可以将一部分sCO2从主流中分离出来,进行独立的加热和膨胀过程,以优化循环性能;再压缩或多级压缩中间冷却则可以在多级压缩过程中,对sCO2进行多次冷却和低速透平,以降低压缩过程中的温度和压力,提高压缩效率。4、冷却过程:膨胀后的sCO2进入冷却器,进行冷却处理,降低其温度和压力,以便进行下一次循环。冷却过程通常通过热交换器实现,将sCO2的热量传递给冷却介质,如空气或水。