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超临界二氧化碳布雷顿循环的参数优化 段承杰 超临界二氧化碳布雷顿循环的参数优化lowbar;段承杰 ５卷第１２期　第４０１１年１２月　２ 原子能科学技术Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．２０１１ ＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ　　　ｇｙｇｙ 超临界二氧化碳布雷顿循环的参数优化 段承杰，杨小勇，王　捷 （）清华大学核能与新能源技术研究院，北京　１０００８４ 摘要：本文通过建立二氧化碳布雷顿再压缩循环模型，研究了各参数对循环效率的影响及各参数间的关系，并对循环参数进行优化，阐述二氧化碳循环高效能量转换的机理。结果表明，超临界二氧化碳再压适宜为出口温度较低的反应堆做能量转换。缩循环是一种较为理想的能量转换方式，关键词：再压缩循环；参数优化ＣＯ２； （）中图分类号：ＴＫ１１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１０００６９３１２０１１１２１４８９０６－－－ ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｕｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　　　ｐｐ ＣａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅＢｒａｔｏｎＣｃｌｅ　　　ｙｙ ，，ＷＡＮＧＤＵＡＮＣｈｅｎｉｅＹＡＮＧＸｉａｏｏｎＪｉｅ　－　－ｙ　ｊｇｇ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＮｕｃｌｅａｒａｎｄ　Ｎｅｗ　ＥｎｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏＴｓｉｎｈｕａ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＢｅｉｉｎ０００８４，Ｃｈｉｎａ）　　ｆ　ｇｙ　ｇｙ，ｇｙ，ｊｇ１ ：，ＡｂｓｔｒａｃｔｗｅｌｌｍｏｄｅｌｉｎａｓｕｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅＢｒａｔｏｎｒｅｃｏｍｒｅｓｓｉｏｎｃｃｌｅｔｈｅ　　　　　　　　Ｂｙｇｐｙｐｙ　　ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｃｌｅａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｃｃｌｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｏｆａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｓｔｕｄ　　　　　　　　　　　－ｙｐｙｙｐｐ　　ｉｅｄ．ＴｈｅｃｃｌｅｗａｓｏｔｉｍｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｈｉｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｅｎｅｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＣＯｃｌｅ　　　　　　－　　　ｙｐｇｙｇｙｙ２ｃ　　ｗａｓｒｅｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｕｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣＯｃｌｅｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｅｎｅｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　　　　　　　　　　ｐｐｙｇｙ２ｃ　ａｎｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｌｏｗｃｏｒｅｏｕｔｌｅｔｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｒｅａｃｔｏｒｓ．ｓｓｔｅｍ　　　　　　　　　ｐｙ ：Ｃ；ＫｅｗｏｒｄｓＯｒｅｃｏｍｒｅｓｓｉｏｎｃｃｌｅｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｒａｍｅｔｅｒｓ　　ｐｙｐｐ２；ｙ　提出的第四代核能ＧＩＦ）　　第四代核能论坛（ 系统６种推荐堆型中除超临界水堆外，其余堆型的能量转换均可采用布雷顿循环（Ｂｒａｔｏｎｙ ），、其中，钠冷快堆（铅冷快堆ｃｃｌｅＳＦＲ）ｙ（被推荐使用二氧化碳作为布雷顿循环的ＬＦＲ） 气循环减小了部件损失及部件体积，且二氧化储量丰富、易于获得且价格便碳与氦气相比， 宜。本文介绍超临界二氧化碳再压缩循环，根据热力学定律建立循环模型。分析循环中压比、温比等主要参数对循环效率的影响及最佳值的选取，同时对影响回热器的参数进行研究。 工质。二氧化碳具有良好的热稳定性和物理性质，不需很高的循环最高温度即可达到满意的 ，热效率［超临界循环可利用二氧化碳在临界 １　超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环 二氧化碳超临界循环需采用多个回热器（若只采用１个回热器，由于回热器低压侧流体 点附近的物性，减小压缩功，提高回热效率，从而提高循环效率。同时，二氧化碳循环相比氦 ；收稿日期：修回日期：２０１００９１５２０１０１２１３－－－－ ）；）基金项目：国家自然科学基金资助项目（９０４１０００１８６３计划资助项目（２００３ＡＡ５１１０１０，２００５ＡＡ５１１０１０，，作者简介：段承杰（男（苗族）贵州凯里人，博士，核能科学与工程专业１９８４—） 比热较小，换热时高压侧流体温升不够，会导致，使热量得以更好利用。二氧换热器出现夹点） 化碳再压缩循环示意图如图１所示，循环温熵图如图２所示 原子能科学技术　　第４５卷 其中：ｔΔｍａｘ为高压侧或低压侧出入口温差最大／；／；值；ｈ为比焓，Ｊｋｍ为质量流量，ｋｓｃｇｇｐ为／（·Ｋ）。。比定压热容，ｋＪｋｇ 高温回热器的回热度αｈｒｅｃ表示为： ｈｈ３ｈ２′５ｈ５′ ｈ５－ｈｔｈ５－ｈｔｐｐ５′２′５′２′αｈｒｅｃ与αｌｒｅｃ的计算方法差异是由分流引起 回热器高压侧的出口温度须分别满