含有硅氧烷并用于朗肯循環系統的混合工質技術方案

本發明專利技術公開了一組含有硅氧烷并用于朗肯循環系統的混合工質，混合工質由八甲基環四硅氧烷、十甲基環五硅氧烷和八甲基三硅氧烷組成。將各種組元按指定的配比在常溫下進行物理混合即可，混合工質適合于蒸發溫度為190-270℃的太陽能自復疊朗肯循環系統。硅氧烷具有毒性低、可燃性低及熱穩定性高的特點。本發明專利技術對壓力水平較低，因此對系統設備的承壓能力與密封性要求較低；在設計工況下的朗肯循環效率大于30%，單位質量循環凈功輸出量基本為43kJ/kg以上。混合工質為二元非共沸工質，在相變過程中存在溫度滑移，可減少內部不可逆損失，當系統中存在內部換熱器時，可以有效提高膨脹機乏汽余熱的回收利用率，從而提高系統熱效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熱力系統中的循環工質，具體涉及到蒸發溫度為190-270°c的太陽能自復疊朗肯循環系統中的工質。
技術介紹
太陽能屬于可直接利用的可再生能源，其中太陽能發電技術一直受到廣泛關注和研究，例如采用有機朗肯循環的太陽能熱發電技術，不僅可有效利用太陽能資源，減少CO2排放，降低溫室效應，還可以有效地降低制造成本。有機朗肯循環技術的方向發展在于提高系統的效率，因為自復疊朗肯循環要比單級朗肯循環能更有效地回收利用膨脹機的乏汽，所以其系統效率可得到提高。但如果缺乏適合的循環工質，則限制了有機朗肯循環太陽能熱發電技術的推廣應用。因此開發一種環境友好、熱力性能優良、蒸發溫度為190-270°c，適 用于太陽能自復疊朗肯循環系統的工質具有重要意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是，提供一組適用于自復疊太陽能高溫朗肯循環系統、含有硅氧烷的混合工質，以使其具有較高的熱力循環性能。本
技術實現思路
介紹及實施例含有硅氧烷并用于朗肯循環系統的混合工質，所述混合工質由八甲基環四娃氧燒(C8H24O4Si4)和十甲基環五娃氧燒(CltlH3tlO5Si5)組成；或由八甲基環四硅氧烷(C8H24O4Si4)和八甲基三硅氧烷(C8H24O2SI3)組成，其質量百分比分別為C8H2404Si4/C10H3005Si5:20-80/80-20% ;C8H2404Si4/C8H2402SI3:60-80/40-20%。以上混合工質其各自組元物質質量百分數之和為100%。各組元物質的基本參數如表I所示。本專利技術的制備方法是，將各組元物質按其指定的質量配比在常溫下進行物理混八口 ο表I混合工質各組元基本參數其中Tb :正常沸點，Tc :臨界溫度，Pc :臨界壓力muWlA分 mTbr Tc CO^Pc (MPa) κψhmmmwi CsH24O4Sl42%. 175.00 313.35 1.332IMiiSi CU)Hx 0;Si5370.77210.95 346.00 1.16 八…咕 CkH24O2SI;,236.53152.53 290.94 1.415本專利技術具有以下幾點有益效果(I)安全性高硅氧烷具有毒性低、可燃性低及熱穩定性高的特點。(2)熱工參數適宜在設計工況下，壓力水平較低，因此對系統設備的承壓能力與密封性要求較低，可以減少系統成本。(3)循環性能優良在設計工況下的朗肯循環效率大于30%，單位質量循環凈功輸出量基本為43kJ/kg以上。(4)循環熱利用率較高該混合工質為二元非共沸工質，在相變過程中存在溫度滑移，可減少內部不可逆損失，當系統中存在內部換熱器時，可以有效提高膨脹機乏汽余熱的回收利用率，從而提高系統熱效率。具體實施例方式以下實施例中混合工質的各組元組分均指質量百分數。自復疊太陽能高溫朗肯循環系統設有兩級太陽能集熱器。實施例I :取20%C8H2404Si4、80%C1 QH3Q05Si5，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例2 -M 30%C8H2404Si4、70%C1QH3Q05Si5，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例3 -M 40%C8H2404Si4、60%C1QH3Q05Si5，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例4 -M 50%C8H2404Si4,50%C10H3005Si5,常溫下進行混合后作為循環工質。實施例5 -M 60%C8H2404Si4、40%C1QH3Q05Si5，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例6 -M 60%C8H2404Si4、40%C8H2402SI3，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例7 -M 70%C8H2404Si4、30%C8H2402SI3，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例8 -M 75%C8H2404Si4、25%C8H2402SI3，常溫下進行混合后作為循環工質。實施例9 -M 80%C8H2404Si4、20%C8H2402SI3，常溫下進行混合后作為循環工質。循環系統設計工況取為第一級集熱器出口溫度190°C，第二級集熱器出口溫度2700C，冷凝溫度50°C，工質泵壓縮與膨脹機膨脹過程為等熵過程。根據循環計算，上述9個實施例的有關參數和循環性能指標如表2所示。表2九個實施例循環性能 權利要求1.含有硅氧烷并用于朗肯循環系統的混合工質，其特征是所述混合工質由八甲基環四硅氧烷(C8H24O4Si4)和十甲基環五硅氧烷(CltlH3tlO5Si5)組成；或由八甲基環四硅氧烷(C8H24O4Si4)和八甲基三硅氧烷(C8H24O2SI3)組成，其質量百分比分別為=C8H24O4Si4/C10H30O5Si5:20-80/80-20% ；C8H2404Si4/C8H2402SI3 60-80/40-20% ；以上混合工質其各自組元物質質量百分數之和為100%。全文摘要本專利技術公開了一組含有硅氧烷并用于朗肯循環系統的混合工質，混合工質由八甲基環四硅氧烷、十甲基環五硅氧烷和八甲基三硅氧烷組成。將各種組元按指定的配比在常溫下進行物理混合即可，混合工質適合于蒸發溫度為190-270℃的太陽能自復疊朗肯循環系統。硅氧烷具有毒性低、可燃性低及熱穩定性高的特點。本專利技術對壓力水平較低，因此對系統設備的承壓能力與密封性要求較低；在設計工況下的朗肯循環效率大于30%，單位質量循環凈功輸出量基本為43kJ/kg以上。混合工質為二元非共沸工質，在相變過程中存在溫度滑移，可減少內部不可逆損失，當系統中存在內部換熱器時，可以有效提高膨脹機乏汽余熱的回收利用率，從而提高系統熱效率。文檔編號C09K5/04GK102888210SQ201210392559公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日專利技術者趙力, 鮑軍江, 鄭楠 申請人:天津大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
含有硅氧烷并用于朗肯循環系統的混合工質，其特征是所述混合工質由八甲基環四硅氧烷（C8H24O4Si4）和十甲基環五硅氧烷（C10H30O5Si5）組成；或由八甲基環四硅氧烷（C8H24O4Si4）和八甲基三硅氧烷（C8H24O2SI3）組成，其質量百分比分別為：C8H24O4Si4/C10H30O5Si5:20？80/80？20%；C8H24O4Si4/C8H24O2SI3:60？80/40？20%；以上混合工質其各自組元物質質量百分數之和為100％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙力，鮑軍江，鄭楠，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：