[发明专利]一种适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台

权利要求书

1.一种适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台，其特征在于，该性能试验平台包括相连通的超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置测试循环回路和辅助压缩空气及控制系统，通过辅助压缩空气及控制系统模拟船舶主机余热排气；

所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置测试循环回路包括压缩机、换热器、涡轮机、永磁同步电机、第一冷却器、二氧化碳气瓶、气动增压泵、高低温试验箱；所述二氧化碳气瓶、气动增压泵、高低温试验箱依次相连，二氧化碳气瓶中的CO₂气体通过所述气动增压泵增压，再通过高低温试验箱进行温度的精准控制，使得进入压缩机前的CO₂气体处于超临界状态；所述高低温试验箱与所述压缩机的进气口连接，压缩机、换热器、涡轮机、第一冷却器依次连接，第一冷却器的出气口最后与所述压缩机进气口相连，从而形成循环回路；所述涡轮机与所述永磁同步电机同轴连接；

所述辅助压缩空气及控制系统包括空压机、储气罐、电动减压阀、电动截止阀、电加热器、PLC控制柜和上位机，所述空压机、储气罐、电加热器依次相连，电动减压阀和电动截止阀设于储气罐之后的管路上，电动减压阀、电动截止阀、电加热器分别与PLC控制柜连接，PLC控制柜与上位机相连；经电动减压阀、电动截止阀、电加热器调节后的压缩空气符合模拟船舶主机排气的压力、流量和温度，最终输送至测试循环回路的换热器中；

所述辅助压缩空气及控制系统的管路上设有温度传感器、压力传感器、流量传感器，三个传感器分别与所述PLC控制柜连接，上位机通过传感器反馈的温度、压力、流量信号，通过PLC控制柜对应控制电加热器、电动减压阀、电动截止阀调节压缩空气的温度、压力及流量，使压缩空气符合模拟船舶主机排气的温度、压力及流量。

2.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台，其特征在于，测试循环回路中，S-CO₂工质经过所述压缩机压缩增压后，另设一管路连接至所述第一冷却器，使经过压缩机压缩增压后的S-CO₂工质直接进入所述冷却器冷却，对压缩机性能进行测试。

3.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台，其特征在于，测试循环回路中，所述换热器热侧还设有水的管路，水的管路接水冷机，通过该管路将水送入换热器中，实现S-CO₂工质和水之间的换热，换热后的残余流体流回水冷机中。

4.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台，其特征在于，测试循环回路中，所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置测试循环回路在所述二氧化碳气瓶后设有一支路连接至所述第一冷却器的出气口，该支路上设有抽气泵，循环回路长时间不进行试验时，循环回路中的CO₂气体可通过所述抽气泵抽回所述二氧化碳气瓶中储存。

5.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台，其特征在于，所述辅助压缩空气及控制系统在所述储气罐后设若干支路，每一支路上安装一个两位三通电磁阀，每一两位三通电磁阀对应控制测试循环回路中的一个气控阀，所述两位三通电磁阀分别与所述PLC控制柜连接，上位机通过PLC控制柜控制两位三通电磁阀电或失电，从而控制压缩空气是否进入测试循环回路中的气控阀气缸，以此控制各个气控阀的开闭。

6.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统核心设备的性能试验平台，其特征在于，测试循环回路的二氧化碳气瓶与气动增压泵增压之间设有气动增压泵调节阀；所述辅助压缩空气及控制系统在所述储气罐后设一支路连接至所述气动增压泵调节阀，储气罐中另一部分压缩空气进入气动增压泵调节阀，所述上位机通过控制所述气动增压泵调节阀，调节测试循环回路中的气动增压泵的输出压力，保证CO₂气体达到超临界状态的压力。