【摘 要】
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近年来，由于透平机械、紧凑式热交换器制造技术的成熟，S-CO2循环的研究再度兴起，并为许多发达国家所关注。超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环系统具有结构紧凑、成本低、效率高等优
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近年来，由于透平机械、紧凑式热交换器制造技术的成熟，S-CO2循环的研究再度兴起，并为许多发达国家所关注。超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环系统具有结构紧凑、成本低、效率高等优点，被认为是新兴能源领域最具应用前景的能量转换系统之一。同时，S-CO2循环具有良好的适用性，热原选取灵活，包括化石能源、核能、太阳能、余热、地热等。我国在S-CO2循环的研究正处于初期阶段，为了更加深入的研究S-CO2循环系统以及未来进行试验台的建设，获取循环系统动态特性至关重要。 本文在Simulink平台上建立了面向于系统动态特性的带分流的再压缩S-CO2布雷顿循环发电系统的仿真模型。首先分析了循环系统的特点对动态运行特性的影响，并通过运行模型获得到了验证。其次对循环系统变工况过程、变负荷过程、变转速过程及典型扰动下S-CO2布雷顿循环发电系统的动态特性进行了特性仿真，并依据仿真结果进行了影响分析。同时，为了保证循环系统安全稳定高效运行，本文对系统的参数限值进行了机理分析及仿真研究，获得了循环系统的最低参数限值，并提出了预防危险点的措施。 系统运行过程中，由于外部环境的影响，运行参数通常会偏离设计参数，导致循环效率下降，甚至工质退出超临界状态，对循环系统的效率及安全稳定性产生了严重影响。因此本文分别针对主工质回路流量恒定的稳态运行方案和主工质回路出口温度恒定的稳态运行方案进行了控制策略的分析研究，设计了控制系统并进行仿真，最后对仿真控制效果进行了分析。 最后，本文提出了在干旱地区S-CO2布雷顿循环发电系统的应用，对循环系统进行了冷、热端分析，以塔式熔盐太阳能作为热源，空气作为冷源，在原有结构上进行替换。根据不同条件对循环系统进行冷、热端分析，分别针对白天和夜晚设计了空气换热模型与熔盐换热模型，并进行了稳态校验，确定了系统的可行性，并提出了改进建议。
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