一种基于超临界二氧化碳布雷顿循环的核能发电系统

摘要

本发明属于节能环保领域，具体涉及一种基于超临界二氧化碳布雷顿循环的核能发电系统。一种基于超临界二氧化碳布雷顿循环的核能发电系统，包括超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环和跨临界氧化碳朗肯循环，超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环包括核反应堆、透平、2个压缩机、低温回热器、高温回热器和预冷器7个部件。本发明在运行工况下，可利用其实际气体的性质减少压缩功等，采用CO₂作为工质的循环所需的温度不需太高即可与氦气循环具有相当的效率。

主权项

一种基于超临界二氧化碳布雷顿循环的核能发电系统，包括超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环和跨临界氧化碳朗肯循环，其特征在于：超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环包括核反应堆、透平、2个压缩机、低温回热器、高温回热器和预冷器7个部件；跨临界氧化碳朗肯循环包括透平、增压泵、预冷器4个部件；超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环为一部分CO₂气体通过一级压缩机被压缩至高压，在低温回热器中预热至二级压缩机出口温度，并与二级压缩机出口的CO₂气体混合；混合后的CO₂气体继续在高温回热器中加热，然后经过核反应堆被加热至循环最高温度；高温的超临界CO₂气体进入透平膨胀做功，输出电量，之后CO₂气体分别在高温回热器和低温回热器中换热；经过低温回热器的CO₂气体分流，一部分CO₂气体在二级压缩机中压缩，另一部分CO₂气体在预冷器冷却；而此时的预冷器1释放出来的热量，用于加热底部朗肯循环中的CO₂，被加热成超临界状态，进入透平膨胀做功进行发电，从透平出来的乏汽进入冷凝器中冷凝，再经增压泵升压后进入预冷器1中完成底部子系统发电循环。