一种超临界二氧化碳加热膨胀系统技术方案

本发明专利技术涉及超临界二氧化碳动力系统技术领域，提供一种超临界二氧化碳加热膨胀系统，包括超临界二氧化碳加热器、超临界二氧化碳涡轮机、涡轮机进口调节阀、涡轮机推进电机、多个密度计、多个压力传感器、数据处理单元。每个密度计与压力传感器均插设于超临界二氧化碳加热器工质通道上，设有与超临界二氧化碳流体直接接触的测量端。数据处理单元接收多个密度计和压力传感器通过线缆传输的信号，根据预设的超临界二氧化碳物性表，准确地预测超临界二氧化碳加热器的流动和传热性能，并根据预测结果向涡轮机推进电机发出转速控制信号，向涡轮机进口调节阀发出开度控制信号，显著提高了超临界二氧化碳加热膨胀系统的系统稳定性和热力循环效率。循环效率。循环效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳加热膨胀系统


[0001]专利技术涉及超临界二氧化碳动力系统
，尤其涉及一种超临界二氧化碳加热膨胀系统。

技术介绍

[0002]超临界二氧化碳因为具有高密度粘性比的特性，非常适合用于紧凑型加热器的换热工质。但是由于在不同热物理参数条件下的超临界二氧化碳热物性变化快，加热器内结构突变引起的扰动会导致加热器工作性能不稳定，为准确掌握加热器内工质的热物理性质，制定稳定、高效的超临界二氧化碳加热膨胀系统的控制策略具有重要意义。

技术实现思路

[0003]（一）要解决的技术问题本专利技术提出一种超临界二氧化碳加热膨胀系统，用以解决由于在不同热物理参数条件下超临界二氧化碳热物性变化快，加热器内结构突变引起的扰动会导致加热器和涡轮机工作性能不稳定的问题，达到提高超临界二氧化碳加热膨胀系统稳定性和热力循环效率的目的。
[0004]（二）技术方案一种超临界二氧化碳加热膨胀系统，包括：超临界二氧化碳加热器、超临界二氧化碳涡轮机、涡轮机进口调节阀、涡轮机推进电机、流量计、密度计、压力传感器、数据处理单元。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳加热膨胀系统，包括：超临界二氧化碳加热器、超临界二氧化碳涡轮机、涡轮机进口调节阀、涡轮机推进电机、流量计、密度计、压力传感器、数据处理单元，其特征在于，所述超临界二氧化碳加热器设有热源通道和工质通道；所述超临界二氧化碳涡轮机进口通过管道与所述涡轮机进口调节阀出口连接；所述超临界二氧化碳涡轮机的涡轮机轴通过联轴器与所述涡轮机推进电机的电机轴连接，所述超临界二氧化碳涡轮机的转速与所述涡轮机推进电机的转速相同；所述流量计安装于所述工质通道出口和所述涡轮机进口调节阀之间，分别通过管道与所述工质通道的出口和所述涡轮机进口调节阀的进口相连接，设有线缆端输出测量数据；所述密度计和所述压力传感器数量均大于等于2，每个所述密度计与压力传感器均插设于所述超临界二氧化碳加热器的工质通道上，每个所述密度计和每个所述压力传感器均设有测量端和线缆端；所述数据处理单元内预设超临界二氧化碳热物理性质表、超临界二氧化碳流动换热计算程序、涡轮机进口调节阀特性表和超临界二氧化碳涡轮机特性表，接收所述密度计传输的超临界二氧化碳密度数据和所述压力传感器传输的超临界二氧化碳压力数据后，计算获得所述超临界二氧化碳加热器工质通道出口热物理参数，向所述涡轮机进口调节阀发出开度控制信号，向所述涡轮机推进电机发送转速控制信号；所述数据处理单元设有数据采集端通过线缆与所述密度计的线缆端、所述压力传感器的线缆端连接、设有信号输出端通过线缆与所述涡轮机进口调节阀的接线端子和所述涡轮机推进电机的接线端子连接。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳加热器，其特征在于，所述热源通道内流通介质为高温流体，所述工质通道内流通介质为超临界二氧化碳，所述工质通道出口通过管道与所述流量计进口连接。3.根据权利要求1所述的密度计和压力传感器，其特征在于，所述测量端与所述工质通道内流通介质直接接触，所述线缆端通过线缆与所述数据处理单元连接。4.根据权利要求1所述的涡轮机进口调节阀，所述工质通道出口和所述涡轮机进口调节阀进口的超临界二氧化碳热物理参数随所述涡轮机进口调节阀的开度变化而变化。5.根据权利要求1所述的数据处理单元，其特征在于，预设的超临界二氧化碳热物理性质表描述了超临界二氧化碳流体密度、压力、温度、比热、比焓、动力粘度和导热系数等参数之间的关...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳星胜，宋苹，林原胜，赵振兴，柯志武，柯汉兵，李献领，廖梦然，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：