1.本發明涉及高效核能發電技術領域，特別涉及一種多級分流的靈活高效超臨界二氧化碳鉛鉍堆系統及方法。
背景技術：
2.第四代核電技術有著防止核擴散，具有更好的經濟性，安全性高和廢物產生量少等特征，受到了越來越多的關注，但是同時較高的熱源溫度對動力循環和工質也提出了更高的新的要求。鉛冷快堆(lfr)是第四代反應堆系統極具發展潛力的堆型之一，具有反應堆設計緊湊且體積小、導熱性能好、熱效率高、功率大、可自然循環且噪音小等優點，非常適合核動力潛艇、航母等對小體積、高功率、高靈活性有特別需要的平臺，也可滿足其他多重環境中的有高效、靈活等復雜用電需求的平臺。
3.超臨界二氧化碳循環發電技術以二氧化碳為工質，采用真實氣體閉式布雷頓循環方式發電，徹底改變了傳統熱力發電技術140多年來以水和蒸汽為工質、采用朗肯循環的發電方式。與傳統發電技術相比，超臨界二氧化碳循環發電技術具有效率高、靈活性好、適用性廣、設備和系統體積小等優勢，是熱力發電領域具有劃時代意義的變革性高效低碳發電技術。
4.因此，超臨界二氧化碳布雷頓循環被廣泛認為是第四代先進核電系統的理想發電循環。超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統具有設備緊湊、熱功轉換效率高、靈活性強等優勢，其循環特性與鉛冷堆緊湊、高效、靈活的應用需求高度吻合，被認為是鉛冷堆的理想動力循環。
5.超臨界二氧化碳鉛鉍堆發電系統中，液態金屬鉛鉍回路和超臨界二氧化碳動力循環是通過鉛鉍-超臨界二氧化碳換熱器進行換熱的，兩者換熱溫度窗口的良好匹配，是實現整個發電系統高效的關鍵所在。為了降低鉛鉍磨損并盡可能降低鉛鉍泵的容量和功耗，鉛鉍回路設計時通常會對流速和流量都有所限制，這使得鉛鉍在主換熱器內的放熱溫度區間通常較大。以目前我國某鉛鉍堆的設計為例，鉛鉍在主換熱器內的放熱溫度區間大約為500℃～270℃。而對于超臨界二氧化碳布雷頓循環而言，其無極全流量近等溫回熱的特點決定了整個動力循環的平均吸熱溫度較高，吸熱溫度窗口較窄，以目前公認效率較高的分流再壓縮超臨界二氧化碳布雷頓循環而言，其在主換熱器內的溫升通常約為100℃左右。這就使得超臨界二氧化碳動力循環的吸熱溫度與液態金屬鉛鉍的換熱窗口匹配度較差，鉛鉍回路得不到充分冷卻，較低溫度區間的熱量無法得以充分利用，嚴重影響系統整體發電效率。
6.但是從公開的文獻資料可知，雖然目前已有部分關于鉛鉍堆超臨界二氧化碳發電系統
聲明：
“多級分流的靈活高效超臨界二氧化碳鉛鉍堆系統及方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：西安熱工研究院有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
