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摘要
由于我国地热资源以低品位热能为主,增强型地热系统在发电方面的应用会受限于过低的热效率。理论上,如直接将超临界CO_2与有机工质进行混合,确实有可能提升热动力系统的机械效率。根据该流程设计,对部分参数范围内的CO_2跨临界—异丁烷复合循环的效率进行了估算。计算使用了流量分别为1 kg/s的CO_2和0.25 kg/s的异丁烷流体。计算结果显示,特定状态下的超临界CO_2在膨胀为气态的过程中焦—汤效应显著,流体混合使得异丁烷先蒸发汽化,然后在膨胀中发生冷凝,使得膨胀机内部出现了两相流。冷凝后的异丁烷工质可再次注入压缩机与气体CO_2接触,使得CO_2升温减缓,同时自身获得预热。可借助异丁烷工质降低CO_2的温变范围,改变CO_2膨胀和压缩过程中的多变指数,使其更接近等温过程而非绝热过程,进而提高膨胀和压缩过程的效率。因此,该循环具备显著提高低品位CO_2热动力循环效率的潜力,在未来可用于基于CO_2的地热发电技术。
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