超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统及控制方法与流程

技术特征：
1.一种超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，包括压气机(10)、工质加工引流组件(20)、分流组件(30)、燃气涡轮(40)、动力涡轮发电组件(50)以及工质回收加工组件(70)，通过所述燃气涡轮(40)做功驱动所述压气机(10)运转，所述工质加工引流组件(20)用于将压气机(10)输出的中介工质进行处理以使中介工质升温并引导中介工质流入所述分流组件(30)的输入端，所述分流组件(30)的输出端上设有用于与所述燃气涡轮(40)连通的第一流路、用于与所述动力涡轮发电组件(50)连通的第二流路以及用于与所述工质回收加工组件(70)连通的第三流路，通过所述分流组件(30)分流并控制进入第一流路的中介工质的流量、控制进入第二流路的中介工质的流量，并将剩余的中介工质通过第三流路导入至所述工质回收加工组件(70)内，所述工质回收加工组件(70)用于回收第三流路输出的余量工质，和/或用于回收经过所述燃气涡轮(40)的余热尾气，和/或用于回收经过所述动力涡轮发电组件(50)的余热尾气，并将回收后的回收工质进行处理以使回收工质降温并引导回收工质流入至压气机(10)的输入侧。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述动力涡轮发电组件(50)包括控制阀(51)和多个并联设置的动力涡轮发电单元(52)，所述控制阀(51)的输入端与第二流路连通，所述控制阀(51)的输出端上设有分别与各个所述动力涡轮发电单元(52)一一对应布设的输出口，进而通过所述控制阀(51)分流并控制进入对应的所述动力涡轮发电单元(52)的中介工质的流量。3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述燃气涡轮(40)采用导向器喉部面积可调的变几何涡轮结构。4.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述工质加工引流组件(20)包括沿工质的输送路径布设的升温单元(21)和热源单元(22)，所述升温单元(21)用于接收所述压气机(10)的输出侧输出的中介工质并将中介工质进行升温后输送至所述热源单元(22)内，所述热源单元(22)与所述分流组件(30)的输入端连通。5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述工质回收加工组件(70)包括用于回收第三流路输出的余量工质和/或用于回收经过所述燃气涡轮(40)后的余热尾气和/或用于回收经过所述动力涡轮发电组件(50)后的余热尾气的稳压罐(71)、用于接收稳压罐(71)输出的回收工质并对回收工质进行降温后输送至散热单元(73)的降温单元(72)，所述降温单元(72)上设有与所述稳压罐(71)的输出端连通的高温输入口和与所述散热单元(73)的输入端连通的低温输出口，所述散热组件的输出端连通至所述压气机(10)的输入侧，所述散热单元(73)用于接收从所述降温单元(72)排出的回收工质并将回收工质降温后导入所述压气机(10)的进气侧。6.根据权利要求5所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，
所述升温单元(21)和所述降温单元(72)组合构成换热器，进而使所述升温单元(21)和所述降温单元(72)相互作用进行热量交换。7.根据权利要求5所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述工质回收加工组件(70)还包括与所述燃气涡轮(40)的输出侧连通用于将燃气涡轮排出的余热尾气输送至所述稳压罐(71)的第一回流管路、与所述动力涡轮发电单元(52)的输出侧连通用于将所述动力涡轮发电单元(52)排出的余热尾气输送至所述稳压罐(71)的第二回流管路，第二回流管路与所述动力涡轮发电单元(52)一一对应布设。8.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述热源单元(22)采用核能单元和/或太阳能单元。9.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，所述动力涡轮发电单元(52)包括动力涡轮、减速器以及发电机，通过从所述控制阀(51)输出的工质对动力涡轮做功使动力涡轮驱动减速器工作并带动发电机工作进而产生电能。10.一种超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力控制方法，包括如权利要求1至9任一项所述的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统，其特征在于，包括如下步骤：工质加工引流组件(20)将压气机(10)的输出侧输出的中介工质进行收集并处理以使中介工质升温并引导中介工质流入分流组件(30)的输入端；调节分流组件(30)的各个输出口的流通面积，使通过第一流路输送至燃气涡轮(40)的中介工质的流量与燃气涡轮(40)工作状态相匹配；使通过第二流路输送至动力涡轮发电组件(50)的中介工质的流量与动力涡轮发电组件(50)工作状态相匹配；并通过第三流路将剩余的余量工质输送至工质回收加工组件(70)；通过工质回收加工组件(70)回收从第三流路输出的余量工质和/或用于回收经过所述燃气涡轮(40)的余热尾气和/或用于回收经过所述动力涡轮发电组件的余热尾气，并将回收后的回收工质进行处理以使回收工质降温并引导回收工质流入至压气机(10)的输入侧。

技术总结
本发明公开了一种超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统及超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力控制方法，包括压气机、工质加工引流组件、分流组件、燃气涡轮、动力涡轮发电组件以及工质回收加工组件，分流组件的输出端上设有用于与燃气涡轮连通的第一流路、用于与动力涡轮发电组件连通的第二流路以及用于与工质回收加工组件连通的第三流路，通过分流组件分流并控制进入第一流路的中介工质的流量、控制进入第二流路的中介工质的流量，并将剩余的中介工质通过第三流路导入至工质回收加工组件内。本发明的超临界二氧化碳闭式布莱顿循环动力系统对负载的适应性高。力系统对负载的适应性高。力系统对负载的适应性高。


技术研发人员：欧阳玉清 单熠君 熊清勇 吴小芳 谭锋 方堪羡
受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日：2021.06.23
技术公布日：2021/9/13