[发明专利]一种超临界二氧化碳布雷顿循环工质净化系统及方法

说明书

本发明公开了一种超临界二氧化碳布雷顿循环工质净化系统及方法，包括超临界布雷顿循环系统、第一调压阀、第二调压阀及膜分离装置，其中，超临界布雷顿循环系统中主压缩机的出口经第一调压阀与膜分离装置的入口相连通，膜分离装置的杂质气出口分为两路，其中一路排出，另一路与膜分离装置的二氧化碳出口通过管道并管后与第二调压阀的一端相连通，第二调压阀的另一端与超临界布雷顿循环系统中低温回热器的吸热侧入口相连通，该系统及方法实现超临界二氧化碳布雷顿循环工质的连续净化。

技术领域

本发明涉及一种工质净化系统及方法，具体涉及一种超临界二氧化碳布雷顿循环工质净化系统及方法。

背景技术

在能源匮乏及环境危机的大背景下，提高能源利用率日益受到人们的重视。目前在众多热力循环当中，超临界布雷顿循环是一种最有优势的循环形式。新型超临界工质二氧化碳具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。

但这类循环与传统朗肯循环相比也存在一些区别。超临界二氧化碳布雷顿循环采用二氧化碳作为工作而不是水，在循环系统当中二氧化碳的使用量较大，且纯度要求较高，一般使用工业级二氧化碳，需要一定的初投资。但对于大型工业级别的系统来说要长期保持系统中的二氧化碳纯度很高而不混入或者残留其他杂质气体比较困难，因此需要对于系统中的二氧化碳进行长期不断的净化，保证其纯净度，从而确保系统性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种超临界二氧化碳布雷顿循环工质净化系统及方法，该系统及方法实现超临界二氧化碳布雷顿循环工质的连续净化。

为达到上述目的，本发明所述的超临界二氧化碳布雷顿循环工质净化系统包括超临界布雷顿循环系统、第一调压阀、第二调压阀及膜分离装置，其中，超临界布雷顿循环系统中主压缩机的出口经第一调压阀与膜分离装置的入口相连通，膜分离装置的杂质气出口分为两路，其中一路排出，另一路与膜分离装置的二氧化碳出口通过管道并管后与第二调压阀的一端相连通，第二调压阀的另一端与超临界布雷顿循环系统中低温回热器的吸热侧入口相连通。

超临界布雷顿循环系统包括透平、高温回热器、低温回热器、预冷器、主压缩机及再压缩机；

透平的入口与热源的工质侧出口相连通，透平的出口与高温回热器的放热侧入口相连通，高温回热器的放热侧出口与低温回热器的放热侧入口相连通，低温回热器的放热侧出口分为两路，一路与预冷器的工质侧入口相连通，另一路与再压缩机的入口相连通，预冷器的工质侧出口与主压缩机的入口相连通，低温回热器的吸热侧出口与再压缩机的出口通过管道并管后与高温回热器的吸热侧入口相连通，高温回热器的吸热侧出口与热源的工质侧入口相连通。

还包括工质补充系统，其中，工质补充系统与预冷器的入口相连通。

所述工质补充系统包括二氧化碳储液罐、二氧化碳增压泵及二氧化碳蒸发器，其中，二氧化碳储液罐的出口依次经二氧化碳增压泵及二氧化碳蒸发器与预冷器的入口相连通。

热源为锅炉、余热换热器或太阳能集热系统。

本发明所述的超临界二氧化碳布雷顿循环工质净化方法包括以下步骤：

超临界布雷顿循环系统中主压缩机输出的超临界二氧化碳工质经第一调压阀调压后进入到膜分离装置中，其中，膜分离装置分离出来的杂质气分为两路，其中一路排出，另一路与膜分离装置输出的纯净二氧化碳工质汇流后经第二调压阀调压后输入到超临界布雷顿循环系统中低温回热器的吸热侧内。

本发明具有以下有益效果：