一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统及运行方法

1.本发明涉及动力循环技术领域，尤其涉及一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统及运行方法。


背景技术：

2.随着第四代核反应堆技术快速发展，陆基可移动微型堆技术引起各国高度关注。陆基可移动微型堆功率等级在1-20mw之间，功率密度大，可靠性好，寿命周期长达数年，可通过车载、机载、船载快速移动和部署，可在高寒、极地和远洋环境下提供能量，在军用动力、远洋科考和抢险救灾等领域具有潜在的应用价值。可移动微型堆动力系统具备高效、紧凑、灵活的特点，以空气作为闭式布雷顿循环工质可进一步提高其环境适应性。库存控制法是布雷顿循环变负荷的重要手段，它通过改变循环内部工质充装量，调节循环压力和质量流量，使系统的输出功率跟随外界负荷大小变化。传统的库存控制系统由一个储气罐和带有控制阀的进出口支路构成，储气罐入口连接循环内的高压管路，出口连接循环内的低压管路。负荷下降时，关闭储气罐出口支路的控制阀打开储气罐进口支路的控制阀，多余工质由高压管路排入储气罐；负荷上升时，关闭储气罐进口支路的控制阀打开储气罐出口支路的控制阀，储气罐中的工质排入循环低压管路。在闭式空气布雷顿循环运行过程中，循环时常需要与大气环境间进行气体交换，因此针对该循环设计一种新的库存控制系统十分必要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统及运行方法，用以通过在闭式空气布雷顿循环与大气环境之间进行气体交换来调节循环内的工质充装量，提高闭式空气布雷顿循环系统的变负荷灵活性和环境适应性。
4.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统，其建立需要基于闭式空气布雷顿循环，典型的闭式空气布雷顿循环由压缩机、回热器、加热器、透平、冷却器和控制阀构成。所述压缩机出口连接回热器冷侧入口，回热器冷侧出口连接加热器入口，加热器出口连接透平入口，透平出口连接回热器热侧入口，回热器热侧出口连接冷却器入口，冷却器出口连接压缩机入口。除主要构成部件外，闭式空气布雷顿循环还包含三个控制阀。一号控制阀位于压缩机旁路上，其两端分别连接压缩机入口与压缩机出口；二号控制阀位于透平旁路上，其两端分别连接加热器出口和透平出口；三号控制阀位于透平入口管路上，其两端分别连接加热器出口和透平入口。压缩机出口与回热器冷侧入口之间为闭式空气布雷顿循环的高压管路；回热器热侧出口与冷却器入口之间为闭式空气布雷顿循环的低压管路。
6.一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统，由辅助压缩机、两个储气罐和控制阀构成。两个储气罐分别为一号储气罐和二号储气罐，用以储纳工质空气；四号控制阀位于一号储气罐排气管路上，其两端分别连接大气环境和一号储气罐；五号控制阀位于二号储气罐
排气管路上，其两端分别连接大气环境和二号储气罐；六号控制阀位于闭式空气布雷顿循环排气管路上，其两端分别连接闭式空气布雷顿循环的冷却器入口和大气环境；一号储气罐、二号储气罐和闭式空气布雷顿循环分别可以通过四号控制阀、五号控制阀和六号控制阀向大气环境排放多余工质空气，降低压力；七号控制阀位于闭式空气布雷顿循环高压放气管路上，八号控制阀位于一号储气罐充放气管路上，九号控制阀位于二号储气罐充放气管路上，十号储气罐位于闭式空气布雷顿循环低压充气管路上，四条管路具有一个交汇点；七号控制阀两端分别连接闭式空气布雷顿循环压缩机出口和交汇点，八号控制阀两端分别连接一号储气罐和交汇点，九号控制阀两端分别连接二号储气罐和交汇点，十号控制阀两端分别连接交汇点和闭式空气布雷顿循环冷却器入口；经由七号控制阀、八号控制阀和九号控制阀，闭式空气布雷顿循环高压管路可以向两个储气罐释放多余工质空气；经由八号控制阀、九号控制阀和十号控制阀，闭式空气布雷顿循环低压管路从两个储气罐中补充工质空气。十一号控制阀位于一号储气罐补气管路上，其两端分别连接一号储气罐和辅助压缩机出口；十二号控制阀位于二号储气罐补气管路上，其两端分别连接二号储气罐和辅助压缩机出口；十三号控制阀位于闭式空气布雷顿循环补气管路上，其两端分别连接闭式空气布雷顿循环冷却器入口和辅助压缩机出口。辅助压缩机入口连接大气环境，出口分别连接十一号控制阀、十二号控制阀和十三号控制阀；外界空气经过辅助压缩机加压后，可以经由十一号控制阀、十二号控制阀和十三号控制阀分别流入一号储气罐、二号储气罐和闭式空气布雷顿循环低压管路中，以提高储气罐和循环的工质充装量，提高压力。
7.所述的一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统的运行方法，当闭式空气布雷顿循环运行在100％负荷工况时，除三号控制阀全开外，其余控制阀关闭，两个储气罐处于排空状态，储气罐压力等于大气压，辅助压缩机不工作。当外界负荷指令下降，打开八号控制阀和九号控制阀，缓慢打开七号控制阀，在压差作用下工质空气从闭式空气布雷顿循环的高压管路同时向两个储气罐释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率均下降。随着闭式空气布雷顿循环高压管路压力下降和储气罐内压力升高，两者将最终达到压力相等的平衡状态，释气过程停止；若此时系统的输出功率未达到负荷指令要求，则关闭七号控制阀、八号控制阀和九号控制阀，缓慢打开六号控制阀，闭式空气布雷顿循环进一步向大气环境释放工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭六号控制阀。
8.当闭式空气布雷顿循环运行在100％以下负荷工况时，除三号控制阀全开外，其余控制阀关闭，一号储气罐处于高压充盈状态，二号储气罐处于排空状态，辅助压缩机不工作。当外界负荷指令下降时，打开九号控制阀，缓慢打开七号控制阀，在压差作用下工质空气从闭式空气布雷顿循环的高压管路向二号储气罐释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率进一步下降。随着闭式空气布雷顿循环高压管路压力下降和储气罐内压力升高，两者将最终达到压力相等的平衡状态，释气过程停止；若此时系统的输出功率仍未达到负荷指令要求，则关闭七号控制阀和九号控制阀，缓慢打开六号控制阀，闭式空气布雷顿循环进一步向大气环境释放工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭六号控制阀。
9.闭式空气布雷顿循环运行在100％以下负荷工况，当外界负荷指令上升时，打开八号控制阀，缓慢打开十号控制阀，在压差作用下工质空气从一号储气罐向闭式空气布雷顿循环的低压管路释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率上升。随着闭式空气
布雷顿循环低压管路压力升高和储气罐内压力下降，两者将最终达到压力相等的平衡状态，充气过程停止；若此时系统的输出功率仍未达到负荷指令要求，则关闭八号控制阀和十号控制阀，开启辅助压缩机并缓慢打开十三号控制阀，从大气环境中进一步向闭式空气布雷顿循环补充工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭辅助压缩机和十三号控制阀。
10.当闭式空气布雷顿循环处于停机状态时，循环内工质填充量低于设计值，控制阀全部关闭，两个储气罐处于高压充盈状态，辅助压缩机不工作。启动过程中，首先缓慢打开一号控制阀，并在电动机驱动下逐步提升压缩机转速；逐步提高加热器功率，缓慢打开三号控制阀同时关闭一号控制阀，提高透平转速；打开八号控制阀和九号控制阀，缓慢打开十号控制阀，提高闭式空气布雷顿循环内工质充装量和压力，进一步提升压缩机和透平转速至设计转速；随着闭式空气布雷顿循环压力升高和储气罐内压力下降，两者将最终达到压力相等的平衡状态，充气过程停止；关闭八号控制阀、九号控制阀和十号控制阀，开启辅助压缩机并缓慢打开十三号控制阀，从大气环境中进一步向闭式空气布雷顿循环补充工质空气，直至闭式空气布雷顿循环到达100％负荷工况，关闭辅助压缩机和十三号控制阀。
11.本发明设计了一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统及运行方法，应用于动力循环变负荷控制调节领域，起到了改变循环内部压力和调节输出功率的作用。采用两个储气罐配合十组控制阀和一个辅助压缩机，通过充放工质空气调节循环内的工质充装量，解决了在闭式空气布雷顿循环与大气环境之间进行气体交换的问题，利用库存控制系统可以完成启动和变负荷运行过程，提高了闭式空气布雷顿循环系统的变负荷灵活性和环境适应性。
附图说明
12.图1为本发明实施例一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统的结构示意图；
13.图中：1、压缩机；2、电动机；3、回热器；4、加热器；5、透平；6、发电机；7、冷却器；8、一号储气罐；9、二号储气罐；10、辅助压缩机；11、一号控制阀；12、二号控制阀阀；13、三号控制阀；14、四号控制阀；15、五号控制阀；16、六号控制阀；17、七号控制阀；18、八号控制阀；19、九号控制阀；20、十号控制阀；21、十一号控制阀；22、十二号控制阀；23、十三号控制阀。
具体实施方式
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将结合附图进行清楚、完整的描述，显而易见地，下述附图所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。在此处附图中所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计，以下对在附图中提及的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而仅仅是表示本发明的选定实施例。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.如图1所示，典型的闭式空气布雷顿循环由压缩机1、回热器3、加热器4、透平5、冷却器7和三个控制阀构成。所述压缩机1出口连接回热器3冷侧入口，回热器3冷侧出口连接加热器4入口，加热器4出口连接透平5入口，透平5出口连接回热器3热侧入口，回热器3热侧出口连接冷却器7入口，冷却器7出口连接压缩机1入口。除主要构成部件外，闭式空气布雷
顿循环还包含三个控制阀。一号控制阀11位于压缩机旁路上，其两端分别连接压缩机1入口与压缩机1出口；二号控制阀12位于透平旁路上，其两端分别连接加热器4出口和透平5出口；三号控制阀13位于透平入口管路上，其两端分别连接加热器4出口和透平5入口。压缩机1出口与回热器3冷侧入口之间为闭式空气布雷顿循环的高压管路；回热器3热侧出口与冷却器7入口之间为闭式空气布雷顿循环的低压管路。
16.如图1所示，一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统，由辅助压缩机10、两个储气罐和十个控制阀构成。两个储气罐分别为一号储气罐8和二号储气罐9，用以储纳工质空气。四号控制阀14位于一号储气罐8排气管路上，其两端分别连接大气环境和一号储气罐8；五号控制阀15位于二号储气罐9排气管路上，其两端分别连接大气环境和二号储气罐9；六号控制阀16位于闭式空气布雷顿循环排气管路上，其两端分别连接闭式空气布雷顿循环的冷却器7入口和大气环境；一号储气罐8、二号储气罐9和闭式空气布雷顿循环分别可以通过四号控制阀14、五号控制阀15和六号控制阀16向大气环境排放多余工质空气，降低压力。七号控制阀17位于闭式空气布雷顿循环高压放气管路上，八号控制阀18位于一号储气罐8充放气管路上，九号控制阀19位于二号储气罐9充放气管路上，十号储气罐20位于闭式空气布雷顿循环低压充气管路上，四条管路具有一个交汇点；七号控制阀17两端分别连接闭式空气布雷顿循环压缩机1出口和交汇点，八号控制阀18两端分别连接一号储气罐8和交汇点，九号控制阀19两端分别连接二号储气罐9和交汇点，十号控制阀20两端分别连接交汇点和闭式空气布雷顿循环冷却器7入口。经由七号控制阀17、八号控制阀18和九号控制阀19，闭式空气布雷顿循环高压管路可以向两个储气罐释放多余工质空气；经由八号控制阀18、九号控制阀19和十号控制阀20，闭式空气布雷顿循环低压管路从两个储气罐中补充工质空气。十一号控制阀21位于一号储气罐8补气管路上，其两端分别连接一号储气罐8和辅助压缩机10出口；十二号控制阀22位于二号储气罐9补气管路上，其两端分别连接二号储气罐9和辅助压缩机10出口；十三号控制阀23位于闭式空气布雷顿循环补气管路上，其两端分别连接闭式空气布雷顿循环冷却器7入口和辅助压缩机10出口。辅助压缩机10入口连接大气环境，出口分别连接十一号控制阀21、十二号控制阀22和十三号控制阀23；外界空气经过辅助压缩机10加压后，可以经由十一号控制阀21、十二号控制阀22和十三号控制阀23分别流入一号储气罐8、二号储气罐9和闭式空气布雷顿循环低压管路中，以提高储气罐和循环的工质充装量，提高压力。
17.当闭式空气布雷顿循环运行在100％负荷工况时，除三号控制阀13全开外，其余控制阀关闭，两个储气罐处于排空状态，储气罐压力等于大气压，辅助压缩机10不工作。当外界负荷指令下降，打开八号控制阀18和九号控制阀19，缓慢打开七号控制阀17，在压差作用下工质空气从闭式空气布雷顿循环的高压管路同时向两个储气罐释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率均下降。随着闭式空气布雷顿循环高压管路压力下降和储气罐内压力升高，两者将最终达到压力相等的平衡状态，释气过程停止；若此时系统的输出功率未达到负荷指令要求，则关闭七号控制阀17、八号控制阀18和九号控制阀19，缓慢打开六号控制阀16，闭式空气布雷顿循环进一步向大气环境释放工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭六号控制阀16。
18.当闭式空气布雷顿循环运行在100％以下负荷工况时，除三号控制阀13全开外，其余控制阀关闭，一号储气罐8处于高压充盈状态，二号储气罐9处于排空状态，辅助压缩机10
不工作。当外界负荷指令下降时，打开九号控制阀19，缓慢打开七号控制阀17，在压差作用下工质空气从闭式空气布雷顿循环的高压管路向二号储气罐9释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率进一步下降。随着闭式空气布雷顿循环高压管路压力下降和储气罐内压力升高，两者将最终达到压力相等的平衡状态，释气过程停止；若此时系统的输出功率仍未达到负荷指令要求，则关闭七号控制阀17和九号控制阀19，缓慢打开六号控制阀16，闭式空气布雷顿循环进一步向大气环境释放工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭六号控制阀16。
19.闭式空气布雷顿循环运行在100％以下负荷工况，当外界负荷指令上升时，打开八号控制阀18，缓慢打开十号控制阀20，在压差作用下工质空气从一号储气罐8向闭式空气布雷顿循环的低压管路释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率上升。随着闭式空气布雷顿循环低压管路压力升高和储气罐内压力下降，两者将最终达到压力相等的平衡状态，充气过程停止；若此时系统的输出功率仍未达到负荷指令要求，则关闭八号控制阀18和十号控制阀20，开启辅助压缩机10并缓慢打开十三号控制阀23，从大气环境中进一步向闭式空气布雷顿循环补充工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭辅助压缩机10和十三号控制阀23。
20.当闭式空气布雷顿循环处于停机状态时，循环内工质填充量低于设计值，控制阀全部关闭，两个储气罐处于高压充盈状态，辅助压缩机10不工作。启动过程中，首先缓慢打开一号控制阀11，并在电动机2驱动下逐步提升压缩机1转速；逐步提高加热器4功率，缓慢打开三号控制阀13同时关闭一号控制阀11，提高透平5转速；打开八号控制阀18和九号控制阀19，缓慢打开十号控制阀20，提高闭式空气布雷顿循环内工质充装量和压力，进一步提升压缩机1和透平5转速至设计转速；随着闭式空气布雷顿循环压力升高和储气罐内压力下降，两者将最终达到压力相等的平衡状态，充气过程停止；关闭八号控制阀18、九号控制阀19和十号控制阀20，开启辅助压缩机10并缓慢打开十三号控制阀23，从大气环境中进一步向闭式空气布雷顿循环补充工质空气，直至闭式空气布雷顿循环到达100％负荷工况，关闭辅助压缩机10和十三号控制阀23。
21.本发明设计了一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统及运行方法，采用两个储气罐配合十组控制阀充放工质空气调节循环内的工质充装量，解决了在闭式空气布雷顿循环与大气环境之间进行气体交换的问题，在闭式空气布雷顿循环的启动、负荷指令上升和下降过程中，通过调节特定控制阀开度和辅助压缩机运行状态，改变循环内工质充装量和压力，使系统输出功率达到负荷指令目标。利用库存控制系统可以完成启动和变负荷运行过程，提高了闭式空气布雷顿循环系统的变负荷灵活性和环境适应性。
22.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其作出限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记述的技术方案进行修改，或对其中部分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发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统，其特征在于，系统由辅助压缩机、两个储气罐和十个控制阀构成，两个储气罐分别为一号储气罐(8)和二号储气罐(9)，用以储纳工质空气，四号控制阀(14)位于一号储气罐(8)排气管路上，其两端分别连接大气环境和一号储气罐(8)，五号控制阀(15)位于二号储气罐(9)排气管路上，其两端分别连接大气环境和二号储气罐(9)，六号控制阀(16)位于闭式空气布雷顿循环排气管路上，其两端分别连接闭式空气布雷顿循环的冷却器(7)入口和大气环境，一号储气罐(8)、二号储气罐(9)和闭式空气布雷顿循环分别通过四号控制阀(14)、五号控制阀(15)和六号控制阀(16)向大气环境排放多余工质空气，降低压力；七号控制阀(17)位于闭式空气布雷顿循环高压放气管路上，八号控制阀(18)位于一号储气罐(8)充放气管路上，九号控制阀(19)位于二号储气罐(9)充放气管路上，十号储气罐(20)位于闭式空气布雷顿循环低压充气管路上，四条管路具有一个交汇点，七号控制阀(17)两端分别连接闭式空气布雷顿循环压缩机(1)出口和交汇点，八号控制阀(18)两端分别连接一号储气罐(8)和交汇点，九号控制阀(19)两端分别连接二号储气罐(9)和交汇点，十号控制阀(20)两端分别连接交汇点和闭式空气布雷顿循环冷却器(7)入口；经由七号控制阀(17)、八号控制阀(18)和九号控制阀(19)，闭式空气布雷顿循环高压管路向两个储气罐释放多余工质空气，经由八号控制阀(18)、九号控制阀(19)和十号控制阀(20)，闭式空气布雷顿循环低压管路从两个储气罐中补充工质空气，十一号控制阀(21)位于一号储气罐(8)补气管路上，其两端分别连接一号储气罐(8)和辅助压缩机(10)出口，十二号控制阀(22)位于二号储气罐(9)补气管路上，其两端分别连接二号储气罐(9)和辅助压缩机(10)出口，十三号控制阀(23)位于闭式空气布雷顿循环补气管路上，其两端分别连接闭式空气布雷顿循环冷却器7入口和辅助压缩机(10)出口，辅助压缩机(10)入口连接大气环境，出口分别连接十一号控制阀(21)、十二号控制阀(22)和十三号控制阀(23)，外界空气经过辅助压缩机(10)加压后，经由十一号控制阀(21)、十二号控制阀(22)和十三号控制阀(23)分别流入一号储气罐(8)、二号储气罐(9)和闭式空气布雷顿循环低压管路中，以提高储气罐和循环的工质充装量，提高压力。2.根据权利要求1所述的一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统，其特征在于，系统建立需要基于闭式空气布雷顿循环，闭式空气布雷顿循环由压缩机(1)、回热器(3)、加热器(4)、透平(5)、冷却器(7)和三个控制阀构成，所述压缩机(1)出口连接回热器(3)冷侧入口，回热器(3)冷侧出口连接加热器(4)入口，加热器(4)出口连接透平(5)入口，透平(5)出口连接回热器(3)热侧入口，回热器(3)热侧出口连接冷却器(7)入口，冷却器(7)出口连接压缩机(1)入口，一号控制阀(11)位于压缩机旁路上，其两端分别连接压缩机(1)入口与压缩机(1)出口，二号控制阀(12)位于透平旁路上，其两端分别连接加热器(4)出口和透平(5)出口，三号控制阀(13)位于透平入口管路上，其两端分别连接加热器(4)出口和透平(5)入口，压缩机(1)出口与回热器(3)冷侧入口之间为闭式空气布雷顿循环的高压管路，回热器(3)热侧出口与冷却器(7)入口之间为闭式空气布雷顿循环的低压管路。3.权利要求1或2所述的一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统的运行方法，其特征在于，当闭式空气布雷顿循环运行在100％负荷工况时，除三号控制阀(13)全开外，其余控制阀关闭，两个储气罐处于排空状态，储气罐压力等于大气压，辅助压缩机(10)不工作，当外界负荷指令下降，打开八号控制阀(18)和九号控制阀(19)，缓慢打开七号控制阀(17)，在压差作用下工质空气从闭式空气布雷顿循环的高压管路同时向两个储气罐释放，此时循环内
工质充装量、压力和系统的输出功率均下降，随着闭式空气布雷顿循环高压管路压力下降和储气罐内压力升高，两者将最终达到压力相等的平衡状态，释气过程停止，若此时系统的输出功率未达到负荷指令要求，则关闭七号控制阀(17)、八号控制阀(18)和九号控制阀(19)，缓慢打开六号控制阀(16)，闭式空气布雷顿循环进一步向大气环境释放工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭六号控制阀(16)；当闭式空气布雷顿循环运行在100％以下负荷工况时，除三号控制阀(13)全开外，其余控制阀关闭，一号储气罐(8)处于高压充盈状态，二号储气罐(9)处于排空状态，辅助压缩机(10)不工作，当外界负荷指令下降时，打开九号控制阀(19)，缓慢打开七号控制阀(17)，在压差作用下工质空气从闭式空气布雷顿循环的高压管路向二号储气罐(9)释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率进一步下降，随着闭式空气布雷顿循环高压管路压力下降和储气罐内压力升高，两者将最终达到压力相等的平衡状态，释气过程停止，若此时系统的输出功率仍未达到负荷指令要求，则关闭七号控制阀(17)和九号控制阀(19)，缓慢打开六号控制阀(16)，闭式空气布雷顿循环进一步向大气环境释放工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭六号控制阀(16)；当闭式空气布雷顿循环运行在100％以下负荷工况，且外界负荷指令上升时，打开八号控制阀(18)，缓慢打开十号控制阀(20)，在压差作用下工质空气从一号储气罐(8)向闭式空气布雷顿循环的低压管路释放，此时循环内工质充装量、压力和系统的输出功率上升，随着闭式空气布雷顿循环低压管路压力升高和储气罐内压力下降，两者将最终达到压力相等的平衡状态，充气过程停止，若此时系统的输出功率仍未达到负荷指令要求，则关闭八号控制阀(18)和十号控制阀(20)，开启辅助压缩机(10)并缓慢打开十三号控制阀(23)，从大气环境中进一步向闭式空气布雷顿循环补充工质空气，直至系统的输出功率与负荷指令值相等，关闭辅助压缩机(10)和十三号控制阀(23)；当闭式空气布雷顿循环处于停机状态时，循环内工质填充量低于设计值，控制阀全部关闭，两个储气罐处于高压充盈状态，辅助压缩机(10)不工作，启动过程中，首先缓慢打开一号控制阀(11)，并在电动机(2)驱动下逐步提升压缩机(1)转速，逐步提高加热器(4)功率，缓慢打开三号控制阀(13)同时关闭一号控制阀(11)，提高透平(5)转速，打开八号控制阀(18)和九号控制阀(19)，缓慢打开十号控制阀(20)，提高闭式空气布雷顿循环内工质充装量和压力，进一步提升压缩机(1)和透平(5)转速至设计转速，随着闭式空气布雷顿循环压力升高和储气罐内压力下降，两者将最终达到压力相等的平衡状态，充气过程停止，关闭八号控制阀(18)、九号控制阀(19)和十号控制阀(20)，开启辅助压缩机(10)并缓慢打开十三号控制阀(23)，从大气环境中进一步向闭式空气布雷顿循环补充工质空气，直至闭式空气布雷顿循环到达100％负荷工况，关闭辅助压缩机(10)和十三号控制阀(23)。

技术总结
本发明公开了一种闭式空气布雷顿循环库存控制系统及运行方法，应用于动力循环变负荷控制调节领域，起到了改变循环内部压力和调节输出功率的作用。库存控制系统采用两个储气罐配合十组控制阀和一个辅助压缩机，通过充放工质空气调节循环内的工质充装量，解决了在闭式空气布雷顿循环与大气环境之间进行气体交换的问题。在闭式空气布雷顿循环的启动、负荷指令上升和下降过程中，通过调节特定控制阀开度和辅助压缩机运行状态，改变循环内工质充装量和压力，使系统输出功率达到负荷指令目标。利用库存控制系统可以完成启动和变负荷运行过程，提高了闭式空气布雷顿循环系统的变负荷灵活性和环境适应性。活性和环境适应性。活性和环境适应性。


技术研发人员：陈伟雄 钱奕然 冷宇洋 赵全斌 孟宇 王进仕 种道彤 严俊杰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/10/8