CN116317445B 基于超临界co2输运的lmmhd与布雷顿循环联合发电系统及方法 （南京航空航天大学）

基于超临界CO2输运的LMMHD与布雷顿循环本发明公开了一种基于超临界CO2输运的LMMHD与布雷顿循环联合发电系统及方法，液体金属磁流体发电循环中的液态金属工质依靠超临界CO2布雷顿循环中的超临界CO2工质的输运体发电效率。超临界CO2布雷顿循环中的超临界CO2工质与液体金属磁流体发电循环中的高温液一步进行超临界CO2部分冷却布雷顿循环进行发2流体循环和超临界CO2布雷顿发电两个循环回路；液体金属磁流体发电循环回路中的液态金属工质依靠超临界CO2布雷顿循环回路中的超临界CO2工质的输运和托运来实现流动；超临界CO2布雷顿循环回路中的超临界CO2工质与液体金属磁流体发电循环回路中的液态金属门间采用具有辐射屏蔽功能的管道连接；超临界流体液体金属两相混合器（6）的出口通过支路k连接两相流磁流体发电装置32布雷顿循环发电循环超临界流体托运多级磁流体发电装置（5）的超临界流体通道入口超临界流体托运多级磁流体发电装置（5）的超临界流体通道出口42输运的液态金属磁流体与2从2经支路P直接与布雷顿循环联合发电模式中的超临界CO2部分冷却布雷冷却252依次经过支发电模式的超临界CO2布雷顿循环。6基于超临界CO2输运的LMMHD与布雷[0001]本发明涉及能源循环利用技术领域，主要涉及一种基于超临界CO2输运的液态金[0004]本发明在磁流体核电系统的基础上，使用超临界CO2替代低沸点工质实现液体金学性能的CO2能继续进行布雷顿循环进行发电，降低了由于使用低沸点工质推动产生相变7[0008]超临界流体托运多级磁流体发电装置包括间隔设置的超临界流体托运段与磁流减少单纯液体金属流动与管道的摩擦并提高接触面液体金属流速，而在磁流体发电段中，和液体金属通道出口分别连通超临界流体一液体金属两相混合器(6)的超临界流体入口和液体金属入口，超临界流体一液体金属两相混合器(6)的出口连通两相流磁流体发电装置的液体金属出口连通所述液体金属磁流体循环回路，气液分离器(8)的超临界流体出口连[0011]本发明还提供一种基于超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电金属磁流体发电循环回路中的液态金属工质依靠超临界CO2布雷顿循环回路中的超临界CO2多级磁流体发电装置(5)实现)来实现流动；超临界CO2布雷顿循环回路中的超临界CO2工质8[0014]通过合理的系统布置和调节相应阀门，可实现1)超临界CO2输运的液态金属磁流[0015]超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式的工作方法，其特临界CO2的拖动下进行多级磁流体发电并进行换热，液体金属的速度与温度降低后经支路(5)出来的高速超临界CO2进行混合，进而推动液体金属高速运动从支路k进入两相流磁流路f流回核反应装置(1)完成超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式入超临界流体托运多级磁流体发电装置(5)托运液态金属发电并吸收部分热量，随后经支体金属从支路k进入两相流磁流体发电装置(7)发电，混合和发电过程中超临界CO2继续吸减低的超临界CO2经支路G依次进入高温回热器(11)和由支路H进入低温回热器(12)释放余预压缩后经支路R三通阀11(k11)大部分CO2从支路L进入主冷却器(15)降温，经支路M进入通阀11(k11)的另一部分超临界CO2和输运，完成超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式中的超临界CO2[0019]步骤四：从支路Q流过三通阀12(k12)的一部分超临界CO2，从支路S进入换热器9[0020]步骤五：若从核反应装置(1)流出的液体金属流速过低无法进入超临界流体托运低了由于使用低沸点工质推动产生相变吸收的热量，能够充分利用系统核能产生的能量，磁流体速度较低时则直接采用超临界二氧化[0029]4、本发明通过合理的系统布置和相关阀门布置，可实现两种不同的工作模式发[0030]图1是本发明提供的一种基于超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联[0032]图2是本发明中超临界流体托运多级磁流体发电装置的超临界流体托运段与磁流[0034]图3是本发明中在超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式[0036]图4是超临界流体托运多级磁流体发电装置5的超临界流体托运段在空间条件(无包括液体金属磁流体发电循环和超临界CO2布雷顿循环发电循环回路。液体金属磁流体发2布雷顿循环发电循环中[0039]一种超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式(如图1)的工超临界流体液体金属两相混合器6与超临界流体托运多级磁流体发电装置5出来的高速超临界CO2进行混合，进而推动液体金属高速运动从支路k进入两相流磁流体发电装置7进行输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式的液体金进入两相流磁流体发电装置7发电，混合和发电过程中超临界CO2继续吸收热量温度升高，G依次进入高温回热器11和由支路H进入低温回热器12释放余热，再从支路I进入预冷却器13降低温度后经支路J进入预压缩机14进行预压缩，完成预压缩后经支路R三通阀k11大部金属提供托运和输运，完成超临界CO2输运的液态金属磁流体与布雷顿循环联合发电模式[0044]步骤五：若从核反应装置1流出的液体金属流速过低无法进入超临界流体托运多态金属流动截面与磁流体发电段截面大小相等且平行，液态金属进入磁流体发电段发电