Проектирование и применение сверхкритических и транскритических энергетических циклов на CO₂: обзор

Повышение энергоэффективности и сокращение выбросов углерода имеют решающее значение для технологического развития энергетических систем. Для различных применений предложены разнообразные энергетические циклы на диоксиде углерода (CO₂). При использовании высокотемпературных источников тепла энергетические системы на CO₂ эффективнее ультрасверхкритических паровых циклов Ренкина. В качестве рабочего тела CO₂ обладает экологически благоприятными свойствами. CO₂ может использоваться в качестве альтернативы органическим рабочим телам в энергетических системах малой и средней мощности, использующих низкопотенциальные источники тепла. В настоящей работе рассмотрены основные конфигурации и эксплуатационные характеристики энергетических систем на CO₂. Кроме того, представлены современные усовершенствования циклов на CO₂, включая сверхкритические циклы Брайтона и транскритические циклы Ренкина. Обсуждаются применения комбинированных систем и их экономическая эффективность. Наконец, рассмотрены проблемы и потенциальные направления дальнейшего развития циклов на CO₂. Циклы на CO₂ обладают преимуществами в различных областях применения. Поскольку рабочие тела должны обладать экологически благоприятными свойствами, циклы на CO₂ представляют собой альтернативу для производства электроэнергии, особенно при использовании низкопотенциальных источников тепла.