[发明专利]一种基于超临界二氧化碳工质的充罐与补气系统

说明书

本发明公开一种基于超临界二氧化碳工质的充罐与补气系统，包括气瓶罐，所述气瓶罐的出口与可切换式铜管快接头相连接，所述可切换式铜管快接头的出口分为即第一支路和第二支路两个支路；所述第一支路的出口依次与流量调节阀、稳压空间、压力表a、超临界二氧化碳压缩机和压力表b；压力表b的出口即为第一支路的出口；第二支路上连接有旁通调节阀；第一支路与第二支路汇合后依次与冷却水套和视液镜连接；视液镜出口分为两路，其中一路连接放气阀，用于排出管路中残存的空气，保证充罐补气过程中均为二氧化碳工质；另一路放置总阀，所述总阀的出口为需要被充罐的二氧化碳动力循环系统。

技术领域

本发明涉及超临界/跨临界二氧化碳动力循环系统技术，特别涉及一种基于超临界二氧化碳工质的充罐与补气系统。

背景技术

超临界/跨临界二氧化碳动力循环技术被认为是下一代发电循环的具有前景的技术，世界各个主要国家的研究机构和高校针对于新一代超临界/跨临界二氧化碳动力循环理论及实验开展了广泛而深入的研究，部分研究成果已经进入商业化的实质阶段。由于超临界状态下的二氧化碳工质处于温度高于31摄氏度、压力高于7.3兆帕的超临界态，其密度、粘度等物性参数波动较大，从循环稳定安全运行的角度来说，需要一套结构简单、操作方便的超临界二氧化碳工质充罐与补气系统，以实现二氧化碳工质能够稳定安全的充入系统中，同时在循环运行过程中可以起到补气、维持循环内二氧化碳工质稳定的作用。

现有二氧化碳动力循环系统的工质充罐主要通过二氧化碳气瓶与循环系统相连接，但由于超临界压力高于7.3兆帕，而常见二氧化碳气瓶中的二氧化碳压力通常低于超临界压力，使得直接使用气瓶中的二氧化碳气体充罐时，难以充分将气瓶中的二氧化碳气体完全充入循环系统，而且容易造成倒灌，造成系统安全隐患；同时在二氧化碳动力循环系统运行的过程中，由于压差的原因，无法直接通过气瓶进行补气，如若二氧化碳动力循环系统在运行过程中出现工质泄露或其他问题需要尽快补入二氧化碳工质时，现有方法难以保证系统及时可控的补充二氧化碳工质，维持系统安全稳定运行。

针对以上背景和技术现状，如果能够设计出一套操作简单且高效的二氧化碳工质充罐与补气系统，则可以进一步使得超临界/跨临界二氧化碳动力循环系统安全稳定运行，继而对于发电装置的高效稳定运行产生有利效果。因此，本发明提出了一种基于超临界二氧化碳工质的充罐与补气系统，以保障动力循环系统安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于超临界二氧化碳工质的充罐与补气系统，能够为动力循环系统提供二氧化碳工质的充罐与补气功能，以保证动力循环系统的二氧化碳工质充足稳定，促使系统能够稳定安全运行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于超临界二氧化碳工质的充罐与补气系统，包括气瓶罐，所述气瓶罐的出口与可切换式铜管快接头相连接，所述可切换式铜管快接头的出口分为即第一支路和第二支路两个支路；所述第一支路的出口依次与流量调节阀、稳压空间、压力表a、超临界二氧化碳压缩机和压力表b；所述稳压空间用于稳流，所述压力表a和压力表b分别用于对超临界二氧化碳压缩机的进口和出口进行监控；压力表b的出口即为第一支路的出口；所述第二支路上连接有旁通调节阀，用于控制来自于所述气瓶罐中的二氧化碳工质直接进行充罐或补气；第一支路与第二支路汇合后依次与冷却水套和视液镜连接；所述冷却水套对管路中二氧化碳工质进行冷却，使所述超临界二氧化碳压缩机在符合工作要求的工况范围内，所述冷却水套由一冷却水箱提供冷却水；所述视液镜用于通过肉眼观察二氧化碳工质的状态，以控制所述流量调节阀使二氧化碳工质可以充分液化；视液镜出口分为两路，其中一路连接放气阀，用于排出管路中残存的空气，保证充罐补气过程中均为二氧化碳工质；另一路放置总阀，所述总阀的出口为需要被充罐的二氧化碳动力循环系统。

进一步的，所述压力表b的出口和所述旁通调节阀的出口通过合流设计汇合。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：