超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的制作方法

本发明涉及发电设备，尤其涉及一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统。

背景技术：

1、目前发电系统多采用蒸汽朗肯循环系统，该系统普遍存在体积大、转换效率偏低和系统复杂等缺点。为提高能量转换效率，通常需要布设余热回收装置对发电后工质的余热进行回收利用，现有的余热回收装置存在体积大、运行噪声高的缺陷。

技术实现思路

1、本发明提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，用以解决现有技术中余热回收装置存在体积大、运行噪声高的缺陷。

2、本发明提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，包括：

3、发电模块，包括加热器、透平、发电机、压缩机和冷却器，所述冷却器设有第一热端和第一冷端；所述加热器、所述透平、所述第一热端和所述压缩机依次首尾连通形成发电循环回路；所述透平的输出轴和所述发电机的输入轴同轴连接；所述发电循环回路用于供发电工质循环流动，并通过所述透平带动所述发电机发电；

4、余热回收模块，包括热源管路、热电转换器和冷源管路，所述热源管路和所述第一冷端首尾连通形成热源循环回路，所述热电转换器设置于所述热源管路和所述冷源管路之间，所述冷源管路用于通入冷源，所述热电转换器用于基于所述热源管路和所述冷源管路间的温差进行发电。

5、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述冷却器包括第一冷却器和第二冷却器；

6、所述第一冷却器设有第二热端和第二冷端；所述第二冷却器设有第三热端和第三冷端；所述透平、所述第二热端、所述第三热端和所述压缩机依次连通；

7、所述第二冷端和所述热源管路首尾相连，所述第三冷端用于与外部冷源连通。

8、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述热电转换器包括导热壳体和热电器件；

9、所述导热壳体为沿中心轴线设有通孔的柱状壳体，所述柱状壳体内形成有内腔；所述热源管路穿设于所述通孔；所述冷源管路贴设于所述导热壳体的外壁上，所述热电器件设置于所述内腔。

10、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述冷源管路和所述热电器件均有多个；

11、多个所述冷源管路沿所述导热壳体的周向间隔排布；多个所述热电器件沿所述内腔的周向间隔排布。

12、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述导热壳体为六棱柱状壳体，所述冷源管路有六个，六个所述冷源管路分别一一对应地贴附于所述导热壳体的六条棱边。

13、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，还包括主管，多个所述冷源管路的入口均与所述主管连通，所述主管用于向多个所述冷源管路内通入冷源。

14、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述主管设置有第一离心泵和第一过滤器；

15、和/或，所述热源管路的出口依次通过第二过滤器和第二离心泵和所述第二冷端连通。

16、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述第三冷端的入口依次连接有第三离心泵和第三过滤器。

17、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，所述压缩机的输入轴与所述发电机的输入轴同轴连接。

18、根据本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，还包括回热器，所述回热器设有第三热端和第三冷端，所述第三热端分别与所述透平的排气口和所述一热端的进气口连通；所述第三冷端分别与所述压缩机的排气口和所述加热器的进气口连通。

19、本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，通过将加热器、透平、冷却器的第一热端和压缩机首尾连通形成发电循环回路，使发电工质在发电循环回路中循环流动以实现布雷顿循环并通过透平带动发电机转动发电，整个发电模块结构紧凑、发电效率高；同时，通过将冷却器的第一冷端与余热回收模块的热源管路进行连接以形成热源循环回路，热源能够在热源循环管路中循环流动，在第一冷端中回收工质的余热以保持温度，在热源管路中配合冷源管路在热电转换器的两端形成温差以驱动热电转换器发电，余热回收模块能够充分利用余热以进一步提高能源转换效率，且热电转换器不涉及运动部件，静音性能好，结构紧凑，有效解决了现有技术中余热回收装置存在体积大、运行噪声高的缺陷。

技术特征：

1.一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述冷却器包括第一冷却器和第二冷却器；

3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述热电转换器包括导热壳体和热电器件；

4.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述冷源管路和所述热电器件均有多个；

5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述导热壳体为六棱柱状壳体，所述冷源管路有六个，六个所述冷源管路分别一一对应地贴附于所述导热壳体的六条棱边。

6.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，还包括主管，多个所述冷源管路的入口均与所述主管连通，所述主管用于向多个所述冷源管路内通入冷源。

7.根据权利要求5所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述主管设置有第一离心泵和第一过滤器；

8.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述第三冷端的入口依次连接有第三离心泵和第三过滤器。

9.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，所述压缩机的输入轴与所述发电机的输入轴同轴连接。

10.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，其特征在于，还包括回热器，所述回热器设有第三热端和第三冷端，所述第三热端分别与所述透平的排气口和所述一热端的进气口连通；所述第三冷端分别与所述压缩机的排气口和所述加热器的进气口连通。

技术总结
本发明涉及发电设备技术领域，提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，包括：发电模块和余热回收模块。发电模块包括加热器、透平、发电机、压缩机和冷却器，冷却器设有第一热端和第一冷端。加热器、透平、第一热端和压缩机依次首尾连通形成发电循环回路。透平的输出轴和发电机的输入轴同轴连接。余热回收模块包括热源管路、热电转换器和冷源管路，热源管路和第一冷端首尾连通，热电转换器设置于热源管路和冷源管路之间。本发明的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，余热回收模块的热源管路能够回收发电工质发电后的余热，配合冷源管路在热电转换器的两端形成温差以驱动热电转换器发电，进一步提高能源转换效率，静音性能好，结构紧凑。

技术研发人员：徐广展,柯志武,代路,何涛,宋苹,郭晓杰,郑召利,马灿,陈凯,孙衢骎,曹光明,柳勇,杨小虎
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20