CN212154889U - 超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，通过设置超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置和超压安全保护装置，超压安全保护装置通过第一位置与超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置连接，并通过设置超压安全保护装置包括主动超压排放单元和超压安全阀，主动超压排放单元的主动排放压力小于超压安全阀的起跳压力，主动超压排放单元包括多个主动排压阀，在保证超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置安全性的同时，避免了超临界二氧化碳过度排放造成的一系列问题，提高了超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置的工作稳定性和可靠性。

Description

超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统

技术领域

本申请实施例涉及新能源技术领域，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

超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统是一种未来的替代型能源新技术，被视为未来发电的主要发展方向之一。由于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统内二氧化碳的压力达到较高的压力(二氧化碳的临界压力7.38MPa)时，系统才能正常工作，为了保证系统的安全运行，需要采取超压安全保护措施。

现有技术中，通过在超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统相应的设备或者管路上设置超压安全阀，当系统内超临界二氧化碳的压力达到超压安全阀的起跳压力时，系统内的超临界二氧化碳克服超压安全阀弹簧的反作用力，顶开超压安全阀的阀瓣，进入大气中，从而起到为超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统降压的作用。

然而，现有技术中超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统内的超临界二氧化碳在进入大气时，会在超压安全阀上产生大量的固态二氧化碳，以致阻碍超压安全阀的正常回座，造成系统工质的过量排放，从而影响超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的稳定性及工作性能。

实用新型内容

本申请实施例提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，能够有效避免由于超压安全阀的不能正常回座，对系统造成的影响。

本申请实施例提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，包括：超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置和超压安全保护装置；

所述超压安全保护装置与所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置的第一位置连接，所述第一位置为所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中需要进行超压安全保护的管路或设备；

所述超压安全保护装置包括主动超压排放单元和超压安全阀，所述超压安全阀与所述主动超压排放单元并列设置；

所述主动超压排放单元包括多个主动排压阀，所述多个主动排压阀用于在所述第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第一压力时，释放所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中的超临界二氧化碳；

所述超压安全阀用于当所述第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第二压力时，释放所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中的超临界二氧化碳；其中，所述第一压力小于所述第二压力。

可选地，所述多个主动排压阀包括：一级主动排压阀和至少一个二级主动排压阀；

所述一级主动排压阀和所述至少一个二级主动排压阀，还用于在释放所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中的超临界二氧化碳的过程中，控制所述一级主动排压阀阀后的超临界二氧化碳的压力为第三压力，所述第三压力小于所述第一压力，并且所述第三压力大于二氧化碳的三相点压力。

可选地，所述主动超压排放单元还包括：第一管路、压力变送器；

所述第一管路的一端连接在所述第一位置上，所述第一管路的另一端为自由端；所述压力变送器、所述一级主动排压阀和所述至少一个二级主动排压阀依次设置在所述第一管路上，所述压力变送器靠近所述第一位置；

所述压力变送器，用于检测所述第一位置处超临界二氧化碳的压力。

可选地，所述超压安全阀直接设置在所述第一位置上。

可选地，所述超压安全保护装置还包括：第二管路；

所述第二管路的一端与所述第一位置连接，所述第二管路的另一端为自由端；

所述超压安全阀设置所述第二管路上。

可选地，所述超压安全保护装置还包括：第二管路；

所述第二管路的一端与所述第一管路上的第二位置连接，所述第二位置为介于所述第一位置与所述压力变送器之间的位置，所述第二管路的另一端为自由端；

所述超压安全阀设置所述第二管路上。

可选地，所述一级主动排压阀的阀后通流尺寸大于所述一级主动排压阀的阀前通流尺寸；所述至少一个二级主动排压阀中每个二级主动排压阀的阀后通流尺寸大于所述每个二级主动排压阀的阀前通流尺寸。

可选地，所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置包括：压缩机、回热器、热源、透平和预冷器；

所述回热器的第一输入端通过管路与所述压缩机的输出端连接，所述回热器的第一输出端通过管路与所述热源的输入端连接，所述回热器的第二输入端通过管路与所述透平的输出端连接，所述回热器的第二输出端通过管路与所述预冷器的输入端连接；所述热源的输出端通过管路与所述透平的输入端连接；所述预冷器的输出端通过管路与所述压缩机的输入端连接；

所述第一位置为所述预冷器与所述压缩机之间的管路。

可选地，所述超压安全保护装置的数量为多个；所述第一位置的数量与所述超压安全保护装置的数量相同。

可选地，所述一级主动排压阀和所述至少一个二级主动排压阀为以下主动排压阀中的一种：闸阀、截止闸、球阀。

本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，通过设置超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置和超压安全保护装置，超压安全保护装置通过第一位置与超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置连接，并通过设置超压安全保护装置包括主动超压排放单元和超压安全阀，主动超压排放单元和超压安全阀并列设置，主动超压排放单元在第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第一压力时，进行超临界二氧化碳的排放，超压安全阀在第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第二压力时，进行超临界二氧化碳的排放，其中，第一压力小于第二压力，从而在正常情况下，使超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置只通过主动超压排放单元进行超临界二氧化碳的排放，并且通过设置主动超压排放单元包括多个主动排压阀，从而保证当超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置内超临界二氧化碳的压力达到安全压力时，主动超压排放单元能够及时隔断超临界二氧化碳的排放，在保证超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置安全性的同时，避免了由于超临界二氧化碳过度排放造成的一系列问题，提高了超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置的工作稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为超临界二氧化碳简单回热布雷顿循环发电系统的结构示意图；

图2为现有技术中超压安全阀的安装示意图；

图3为本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统实施例的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的另一种结构示意图。

附图标记说明：

100-超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统；

110-超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置；

111-压缩机；

112-回热器；

113-热源；

114-透平；

115-预冷器；

120-超压安全保护装置；

121-主动超压排放单元；

1211-第一管路；

P1-第一管路的一端；

P2-第一管路的另一端；

1212-压力变送器；

1213-一级主动排压阀；

1214-二级主动排压阀；

122-超压安全阀；

123-第二管路。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

布雷顿循环作为一种典型的热力学循环，是由美国科学家布雷顿首次提出的以气体为工质的热力学循环。简单的布雷顿循环气体工质先后经过等熵压缩、等压吸热、等熵膨胀以及等压冷却四个过程实现能量的高效转化。当工质处于超临界状态时，由于避免了工质相态的改变，减少了压缩功的消耗，其循环效率能够得到更大的提升。

任何一种物质都存在三种相态：固态、液态和气态，在一定的温度和压力下，物质的相态会发生变化，从而呈现不同的相态。其中，气态和液态两种相态呈现平衡状态的点叫做临界点，临界点处对应的温度和压力分别叫做临界温度和临界压力，物质在临界点处的状态叫做临界态，若对处于临界态的物质继续升温和加压力，当温度和压力提高超过临界温度和临界压力时，物质就进入了超临界态。

当二氧化碳的温度和压力分别达到其临界温度31.1℃和临界压力7.38MPa时，二氧化碳将处于超临界状态，即成为超临界二氧化碳。超临界二氧化碳是一种介于液态二氧化碳和气态二氧化碳之间二氧化碳，兼具气体粘性小和液体密度大的特殊物理特性，所以，超临界二氧化碳具有流动性好、传热效率高、可压缩性小等典型优势，此外，使用超临界二氧化碳作为循环工质还具有工程可实现性好、循环效率高、组件和系统占地面积小、经济效益好等优点，因此，超临界二氧化碳被认为是最具有发展前景的布雷顿循环工质之一。

超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统一种以超临界二氧化碳作为循环工质的闭式循环发电系统，目前超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统主要有超临界二氧化碳布雷顿简单循环发电系统、超临界二氧化碳布雷顿简单回热循环发电系统、超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环发电系统、超临界二氧化碳布雷顿预压缩循环发电系统等。

以超临界二氧化碳简单回热布雷顿循环发电系统为例，图1为超临界二氧化碳简单回热布雷顿循环发电系统的结构示意图。如图1所示，超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统主要包括压缩机、热源、透平、预冷器、电动机和发电机等核心部件，循环过程中，二氧化碳始终处于超临界态，从预冷器流出的超临界二氧化碳在压缩机中被加压，被加压后的超临界二氧化碳进入回热器，在回热器中进行预热后进入热源，在热源中加热到设定的额定温度后进入透平入口，高温高压的超临界二氧化碳在透平中进行膨胀做功，膨胀后的超临界二氧化碳压力降低，透平出口的超临界二氧化碳进入回热器，在回热器中被冷却，然后进入预冷器进行进一步冷却，冷却后的超临界二氧化碳再次进入压缩机进行下一次循环。

在上述循环中，系统内的超临界二氧化碳主要分两个压力等级：高压和低压，其中，从压缩机出口流出，经由回热器和热源到达透平的超临界二氧化碳，为超临界二氧化碳的高压部分，压力通常在12Mpa至30Mpa之间；从透平出口流出，经由回热器和预冷器到达压缩机的超临界二氧化碳，为二氧化碳的低压部分，压力通常在7.38Mpa至10Mpa之间。

为了保证系统的安全稳定运行，现在技术中，通过在超临界二氧化碳的高低压部分的设备或管路上设置超压安全阀，图2为现有技术中超压安全阀的安装示意图，如图2所示，超压安全阀的进口端与超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统相连，超压安全阀的出口端接入到大气中。当系统内超临界二氧化碳的压力超过超压安全阀的起跳压力时，系统内超临界二氧化碳会克服超压安全阀弹簧的反作用力，顶开超压安全阀的阀瓣，由于系统内超临界二氧化碳的压力高于大气压，系统内的部分超临界二氧化碳就会通过打开的超压安全阀的阀瓣排入大气中，从而起到给系统内二氧化碳降压的作用，当系统内超临界二氧化碳的压力降至超压安全阀的回座压力时，超压安全阀弹簧的反作用力会克服系统内超临界二氧化碳的压力，从而使超压安全阀的阀瓣自动关闭。

在超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统中，系统中的超临界二氧化碳的低压部分，尤其是压缩机进口、预冷器出口以及两者之间的位置，超临界二氧化碳的状态接近临界点(7.38MPa，31.2℃)，实际循环中，压缩机进口、预冷器出口以及两者之间的位置二氧化碳的压力一般在7.38Mpa至9MPa之间，温度在31.2℃至40℃之间。由二氧化碳的物性可知，此状态下超临界二氧化碳在通过超压安全阀排入大气中时，温度会急剧降低(低于-56.6℃)，从而产生大量的固态二氧化碳并残留在超压安全阀上。当系统内的超临界二氧化碳的压力排至超压安全阀的回座压力时，由于固态二氧化碳的存在，会阻碍超压安全阀的弹簧的正常回座以及影响超压安全阀回座后阀瓣口的密封性能，即超压安全阀的阀瓣不能及时回座封闭，从而导致系统内超临界二氧化碳会过量排放，造成工质的浪费，甚至由于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统内超临界二氧化碳的压力高且密度大、质量小，过量排放将导致系统内剩余的工质的流量太少，从而无法满足超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统安全稳定的工作需求。

本申请技术方案的主要思路：基于现有技术中存在的技术问题，本申请实施例提供一种超压安全保护装置用于对超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统进行超压安全保护，该超压安全保护装置不仅包括超压安全阀，还包括由多级主动排压阀串联组成的主动超压排放单元，在系统内超临界二氧化碳的压力达到超压安全阀的起跳压力之前，通过控制系统控制多级主动排压阀释放一定量的超临界二氧化碳，达到为超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统内工质降压的作用，同时，通过设计多级主动排压阀的膨胀比等参数，保证一级主动排压阀的阀后压力小于其阀前压力，并大于二氧化碳的三相点压力，从而保证一级主动排压阀与二级主动排压阀之间不产生固态二氧化碳，在系统内超临界二氧化碳的压力达到安全压力时，一级主动排压阀可以顺利关闭密封。本申请实施例中，除突发的安全事故外，超压安全阀处于常闭状态，仅通过主动超压排放单元释放系统内的超临界二氧化碳，从而在保证超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统安全运行的同时，避免了由超压安全阀无法顺利密封造成的超临界二氧化碳过量排放引发的一系列问题。

需要说明的是，本申请的技术方案不仅适用于超临界二氧化碳简单布雷顿循环发电系统，也适用于超临界二氧化碳简单回热布雷顿循环发电系统、超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环发电系统和超临界二氧化碳预压缩布雷顿循环发电系统等。

图3为本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发系统实施例的电结构示意图，如图3所示，本实施例中超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统100包括：

超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110和超压安全保护装置120。

示例性地，在超临界二氧化碳简单回热布雷顿循环发电系统中，超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110包括中压缩机111、回热器112、热源113、透平114和预冷器115，回热器112的第一输入端通过管路与压缩机111的输出端连接，回热器112的第一输出端通过管路与热源113的输入端连接，回热器112的第二输入端通过管路与透平114的输出端连接，回热器112的第二输出端通过管路与预冷器115的输入端连接，热源113的输出端通过管路与透平114的输入端连接，预冷器115的输出端通过管路与压缩机111的输入端连接。超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110用于以超临界二氧化碳作为循环工质进行发电。

在超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110进行发电的过程中，作为系统工质的超临界二氧化碳通过压缩机111、回热器112、热源113、透平114、预冷器115以及各设备之间的连接管路进行流转，实现超临界二氧化碳布雷顿循。

可选地，超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中还包括电动机和发电机，电动机通过刚性轴与压缩机111连接，发电机通过刚性轴与透平114连接。

超压安全保护装置120与超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110的第一位置连接，超压安全保护装置120用于对超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110进行超压安全保护。

其中，第一位置为超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中需要进行超压安全保护的管路或设备。

本实施例中，可以根据需要为超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110设置一套或者多套超压安全保护装置120。具体地，若超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中没有节流元件，则通过一套超压安全保护装置120就可以起到保护对整个超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110安全的作用，相应地，第一位置可以为超临界二氧化碳循环路径中的任一设备或管路。

然而，实际应用中，为便于维护和操作，超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中往往设置有多个节流元件，节流元件的存在，当节流元件关闭时，可能会使超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中形成多个二氧化碳无法流通的空间体积，因此，就需要在超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110上设置多套超压安全保护装置120，相应地，第一位置就有多个，第一位置的数量与使用的超压安全保护装置120数量相同，从而保证在需要对系统进行降压保护时，各个第一位置内的超临界二氧化碳都能及时排出，从而对超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110起到有效的保护作用。

由前述分析可知，在超临界二氧化碳简单回热布雷顿循环发电系统中，通常，超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110的压缩机111进口、预冷器115出口以及两者之间的位置在超临界二氧化碳排出时，最容易产生固态二氧化碳，故在一种可能的实现方式中，若预冷器115与压缩机111之间没有节流元件，第一位置为以下设备或管路中的一个：(1)预冷器115；(2)压缩机111；(3)预冷器115与压缩机111之间的管路。

在另一种可能的实现方式中，若预冷器115与压缩机111之间有N个节流元件，则需要设置的超压安全保护装置120的数量为N+1个，相应地，第一位置的数量也为N+1个。示例性地，若预冷器115与压缩机111之间的管路上有一个节流元件，则超压安全保护装置120和第一位置的数量均为两个，两个第一位置分布在节流元件的两侧，两个超压安全保护装置120对应通过两个第一位置与超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110连接。

本实施例中，超压安全保护装置120包括主动超压排放单元121和超压安全阀122，主动超压排放单元121与超压安全阀122并联设置，且主动超压排放单元121与超压安全阀122之间没有节流元件。

其中，主动超压排放单元121用于当第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第一压力时，释放超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中的超临界二氧化碳，以对超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110进行超压安全保护。超压安全阀122用于当第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第二压力时，释放超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中的超临界二氧化碳，以对超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110进行超压安全保护。

其中，第一压力可以为控制系统控制主动超压排放单元121排放超临界二氧化碳的压力值，第二压力可以为由超压安全阀122性能决定的超压安全阀122的起跳压力，第一压力小于第二压力，通过设置第一压力小于第二压力，保证了在第一位置所在的设备或管路中的超临界二氧化碳的压力达到超压安全阀的起跳压力之前，先通过主动超压排放单元121对超临界二氧化碳进行排放，从而在不需要开启超压安全阀122的情况下，就可以实现对超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110的安全保护，从而避免了由于超压安全阀的不能正常回座，造成的超临界二氧化碳过量排放等问题。

可选地，图4为本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的一种结构示意图，如图4所示(一个二级主动排压阀示出)，主动超压排放单元121包括：第一管路1211、压力变送器1212、一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214。

第一管路的一端P1连接第一位置上，第一管路的另一端P2为自由端。压力变送器1212、一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214按照从P1到P2的顺序依次设置在第一管路1211上，具体地，压力变送器1212设置在靠近第一管路1211与第一位置连接的一端，至少一个二级主动排压阀1214设置在靠近第一管路1211的自由端。

通过压力变送器1212检测第一位置处超临界二氧化碳的压力，并将测得的压力值上报给控制系统，当测得的压力值为第一压力时，控制系统向一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214发送控制指令，一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214接收到控制指令后主动打开，系统内的超临界二氧化碳通过一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214排放到大气中。在进行超临界二氧化碳排放的过程中，压力变送器1212继续检测第一位置处超临界二氧化碳的压力并上报，当测得的压力值达到一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214的回座压力时，控制系统再次向一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214发送控制指令，一级主动排压阀1213和至少一个二级主动排压阀1214接收到控制指令后主动关闭。

本申请实施例中，设计一级主动排压阀1213的阀后通流尺寸大于其阀前通流尺寸，至少一个二级主动排压阀1214中各个二级主动排压阀的阀后通流尺寸大于其阀前通流尺寸，并通过合理设计一级主动排压阀和各二级主动排压阀的膨胀比等参数，从而保证在进行超临界二氧化碳排放时，流至一级主动排压阀1213的阀后的超临界二氧化碳的压力为第三压力，第三压力小于第一压力，并且第三压力大于二氧化碳的三相点压力。

本实施例中，由于流至一级主动排压阀1213的阀后的超临界二氧化碳的压力小于第一压力(第一压力小于超压安全阀的起跳压力)并大于二氧化碳的三相点压力，因此，一级主动排压阀1213与第一个二级主动排压阀1214之间不产生固态二氧化碳，在系统内超临界二氧化碳的压力达到回座压力时，一级主动排压阀可以顺利关闭密封，虽然多个二级主动排压阀的阀后仍可能产生固态二氧化碳，并且需要等到固态二氧化碳气化消失才能完全关闭，但由于一级主动排压阀始终能够顺利关闭，因此，可以及时隔断超临界二氧化碳断续向大气中的排放，在保证系统安全性的同时，避免了系统工质过度流失造成的资源和成本浪费、稳定性差、生产效率低等一系统问题。

一级主动排压阀1213及至少一个二级主动排压阀1214的形式可以闸阀、截止阀、球阀等形式中的任一种，其驱动方式可为电动、液动或者气动等，本申请实施例不做限制。

超压安全阀122属于自动阀类，是为了防止压力设备和容器或易引起压力升高或容器内部压力超过限度而发生爆裂的安全装置，主要由阀座、阀瓣和加载机构三部分构成。本申请实施例中，超压安全阀122需要与主动超压排放单元121并排设置，并且超压安全阀122与主动超压排放单元121之间不能有节流元件，从而起到通过超压安全阀122和主动超压排放单元121共同对超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110进行超压保护的作用，并保证优先通过主动超压排放单元121进行超临界二氧化碳的排放，以避免超压安全阀122排放超临界二氧化碳造成的超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中循环工质浪费的问题。

在实际应用中，超压安全阀122和主动超压排放单元121可以有多种满足要求的设置方式。可选地，超压安全阀122通过管路与主动超压排放单元121并列设置，示例性地，超压安全保护装置120还包括：第二管路123

在一种可能的实现方式中，如图4所示，第二管路123的一端与第一位置连接，第二管路123的另一端为自由端，超压安全阀122设置第二管路123上。

在另一种可能的实现方式中，图5为本申请实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的另一种结构示意图，如图5所示，第二管路123的一端与第一管路1211上的第二位置连接，第二位置介于第一位置与压力变送器1212之间的位置，第二管路123的另一端为自由端，超压安全阀122设置第二管路123上。

可选地，超压安全阀122还可以直接设置在第一位置上，实现与主动超压排放单元121的并列设置，如超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110中压缩机111与预冷器115之间的管路上，主动超压排放单元121通过第一管路1211也设置在第一位置上。

本申请实施例中，通过设置超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统100包括超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110和超压安全保护装置120，超压安全保护装置120通过第一位置与超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110连接，并通过设置超压安全保护装置120包括主动超压排放单元121和超压安全阀122，主动超压排放单元121在第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第一压力时，进行超临界二氧化碳的排放，超压安全阀122在第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第二压力时，进行超临界二氧化碳的排放，其中，第一压力小于第二压力，从而在正常情况下，使超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110通过主动超压排放单元121进行超临界二氧化碳的排放，并通过设置主动超压排放单元包括多个主动排压阀，从而保证当超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110内超临界二氧化碳的压力达到安全压力时，主动超压排放单元121能够及时隔断超临界二氧化碳的排放，在保证超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110安全性的同时，避免了由于超临界二氧化碳过度排放造成的一系列问题，提高了超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置110的工作稳定性和可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例存储的对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

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：超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置和超压安全保护装置；

所述超压安全保护装置与所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置的第一位置连接，所述第一位置为所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中需要进行超压安全保护的管路或设备；

所述超压安全保护装置包括主动超压排放单元和超压安全阀，所述超压安全阀与所述主动超压排放单元并列设置；

所述主动超压排放单元包括多个主动排压阀，所述多个主动排压阀用于在所述第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第一压力时，释放所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中的超临界二氧化碳；

所述超压安全阀用于当所述第一位置处的超临界二氧化碳的压力达到第二压力时，释放所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中的超临界二氧化碳；其中，所述第一压力小于所述第二压力。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个主动排压阀包括：一级主动排压阀和至少一个二级主动排压阀；

所述一级主动排压阀和所述至少一个二级主动排压阀，还用于在释放所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置中的超临界二氧化碳的过程中，控制所述一级主动排压阀阀后的超临界二氧化碳的压力为第三压力，所述第三压力小于所述第一压力，并且所述第三压力大于二氧化碳的三相点压力。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主动超压排放单元还包括：第一管路、压力变送器；

所述第一管路的一端连接在所述第一位置上，所述第一管路的另一端为自由端；所述压力变送器、所述一级主动排压阀和所述至少一个二级主动排压阀依次设置在所述第一管路上，所述压力变送器靠近所述第一位置；

所述压力变送器，用于检测所述第一位置处超临界二氧化碳的压力。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述超压安全阀直接设置在所述第一位置上。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述超压安全保护装置还包括：第二管路；

所述第二管路的一端与所述第一位置连接，所述第二管路的另一端为自由端；

所述超压安全阀设置所述第二管路上。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述超压安全保护装置还包括：第二管路；

所述第二管路的一端与所述第一管路上的第二位置连接，所述第二位置为介于所述第一位置与所述压力变送器之间的位置，所述第二管路的另一端为自由端；

所述超压安全阀设置所述第二管路上。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述一级主动排压阀的阀后通流尺寸大于所述一级主动排压阀的阀前通流尺寸；所述至少一个二级主动排压阀中每个二级主动排压阀的阀后通流尺寸大于所述每个二级主动排压阀的阀前通流尺寸。

8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置包括：压缩机、回热器、热源、透平和预冷器；

所述回热器的第一输入端通过管路与所述压缩机的输出端连接，所述回热器的第一输出端通过管路与所述热源的输入端连接，所述回热器的第二输入端通过管路与所述透平的输出端连接，所述回热器的第二输出端通过管路与所述预冷器的输入端连接；所述热源的输出端通过管路与所述透平的输入端连接；所述预冷器的输出端通过管路与所述压缩机的输入端连接；

所述第一位置为所述预冷器与所述压缩机之间的管路。

9.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述超压安全保护装置的数量为多个；所述第一位置的数量与所述超压安全保护装置的数量相同。

10.根据权利要求2-7任一项所述的系统，其特征在于，所述一级主动排压阀和所述至少一个二级主动排压阀为以下主动排压阀中的一种：闸阀、截止闸、球阀。

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