Resumen

El ciclo Brayton cerrado de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) es una alternativa prometedora al ciclo Rankine de vapor debido a la mayor eficiencia del ciclo en condiciones equivalentes de entrada de la turbina, que se ha explorado para aplicarlo a centrales nucleares, solares, de recuperación de calor residual y de carbón. En este estudio se establece un sistema de energía S-CO2 de 300 MW basado en un ciclo Brayton de recompresión modificado integrado con una caldera de lecho fluido circulante (CFB) alimentada con carbón. Se han investigado en detalle las influencias del flujo dividido en dos etapas en el rendimiento del sistema. Además, se ha realizado un análisis termodinámico de los parámetros críticos de funcionamiento, incluida la diferencia de temperatura terminal, la presión/temperatura de entrada a la turbina, las etapas de recalentamiento y los parámetros, así como la presión/temperatura de entrada al compresor. Los resultados muestran que la distribución racional de la relación de separación en el recompresor (SR1) consigue la máxima eficiencia del ciclo, en el que las capacidades térmicas de ambos lados en el recuperador de baja temperatura (LTR) alcanzan un excelente ajuste. La SR1 óptima disminuye en una proporción aproximadamente lineal a la presión de entrada de la turbina de alta presión (HPT) debido a la reducción gradual de las diferencias de calor específico en el LTR. La relación de división secundaria al economizador de la caldera CFB (SR2) puede recuperar el calor moderado de los gases de combustión causado por el estrecho rango de temperatura y mejorar la eficiencia de la caldera. Una menor diferencia de temperatura terminal corresponde a un mayor rendimiento y conlleva un mayor coste y caídas de presión de los recuperadores, que probablemente disminuyan el rendimiento a la inversa. El recalentamiento simple mejora la eficiencia del ciclo en un 1,5% en las condiciones de 600°C/600°C/25Mpa, mientras que la mejora de la eficiencia del recalentamiento doble es menos evidente en comparación con el ciclo Rankine de vapor, debido en gran parte a una relación de presión mucho menor. La presión de recalentamiento y la presión de entrada del compresor principal (MC) tienen valores óptimos correspondientes. La HPT y la temperatura de entrada de la turbina de baja presión (LPT) influyen positivamente en el rendimiento del sistema.

• Materias:Reacciones químicas Combustibles Combustión Motores de combustión interna Emisión de llama
• Subjects:Chemical reactions Fuels Combustion Internal combustion engines Flame emission
• Palabras claves:ciclo rankine, presión de entrada, rendimiento del sistema, menor diferencia de temperatura terminal, condiciones equivalentes de entrada de la turbina, calor moderado de los gases de combustión, sistema de alimentación de co2, relación de división secundaria, presión de entrada del compresor, parámetros críticos de funcionamiento
• Keywords:rankine cycle, inlet pressure, system performance, smaller terminal temperature difference, equivalent turbine inlet conditions, moderate flue gas heat, co2 power system, secondary split ratio, compressor inlet pressure, critical operating parameters