閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

工質(zhì)進(jìn)入壓氣機(jī)進(jìn)行增壓，后進(jìn)入回?zé)崞骼米龉蟮挠酂徇M(jìn)行加熱，然后進(jìn)入熱發(fā)生器進(jìn)一步加熱（利用一回路來的熱量），最后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功。帶動同軸的壓氣機(jī)和發(fā)電機(jī)。做功后的工質(zhì)從燃機(jī)出來經(jīng)回?zé)崞鞣懦霾糠钟酂帷Ｔ龠M(jìn)入冷卻器冷卻，再次進(jìn)入壓氣機(jī)。二回路的工作原理如下圖所示。

德國MTU公司曾想按此方案開發(fā)這種閉式循環(huán)發(fā)動機(jī)，打算與美國國防部合作，投資700萬美元。但是最后沒有談成，所以至今還沒有任何知名的公司進(jìn)行開發(fā)。

閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)是指不依賴空氣能正常進(jìn)行工作的燃?xì)廨啓C(jī)。

它主要由兩個(gè)回路組成，一是產(chǎn)生高溫燃?xì)饣芈?，基本上與閉式循環(huán)蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)相同。另一個(gè)是工質(zhì)二回路，按布雷頓循環(huán)（Brayton cycle)工作。

閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)是一種循環(huán)的工質(zhì)與大氣隔離的燃?xì)廨啓C(jī)。由壓氣機(jī)，加熱器(或反應(yīng)堆)、渦輪和預(yù)冷器等部分組成。氣體工質(zhì)經(jīng)壓氣機(jī)壓縮后，在加熱器中加熱，經(jīng)渦輪膨脹后的排氣在強(qiáng)冷器中冷卻后重新回到壓氣機(jī)。由于工質(zhì)與大氣隔絕，故循環(huán)內(nèi)的壓力可提高到數(shù)十個(gè)大氣壓，使氣佑密度大為增加，從而提高單機(jī)功率可采用較低的工質(zhì)溫度，從麗降低了對材料的要求。閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)可采用熱力性質(zhì)(如比熱、密度，導(dǎo)熱率等)更適宜的非空氣工質(zhì)，如氦、氮、二氧化碳等’在加熱器中可燃用固體燃料，也可直接與高溫氣冷式核反應(yīng)堆配合。主要缺點(diǎn)是氣體加熱器龐大昂貴。

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的功能是向汽輪機(jī)、鍋爐、發(fā)電機(jī)的輔助設(shè)備提供冷卻水。該系統(tǒng)為一閉式回路，用開式冷卻水系統(tǒng)中的水流經(jīng)閉式循環(huán)冷卻水熱交換器來冷卻閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水。

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要包括2臺100%容量的閉式循環(huán)冷卻水泵、閉式循環(huán)冷卻水熱交換器、1臺高位水箱、加藥箱、三通式氣動截止閥(用于事故放水)等設(shè)備。系統(tǒng)的流程如《圖2：閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程示意圖》所示。

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用除鹽水作為系統(tǒng)工質(zhì)，用凝結(jié)水輸送泵向閉式循環(huán)冷卻水高位水箱及其系統(tǒng)的管道注水，然后通過閉式循環(huán)冷卻水泵在該閉式回路中作循環(huán)。由凝結(jié)水泵來的凝結(jié)水(位于精除鹽裝置出口母管處的支管)則用于該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的補(bǔ)給水。

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由高位水箱內(nèi)的液位開關(guān)來控制液位調(diào)節(jié)閥LV的開啟或關(guān)閉，以維持高位水箱內(nèi)的水位在正常范圍內(nèi)(水箱容量50m³，水量為46.6～42.7m³)。

閉式循環(huán)冷卻水管道回路與高位水箱之間設(shè)有一根再循環(huán)管，以使高位水箱內(nèi)的水溫與管道回路中的水溫相同。

閉式循環(huán)冷卻水泵進(jìn)口管道上還設(shè)有加藥箱，加藥箱上方設(shè)有加藥漏斗，用于添加磷酸鹽。此外，在泵的進(jìn)口管道上還另設(shè)有加藥點(diǎn)(添加聯(lián)胺)，以此來調(diào)整閉式循環(huán)冷卻水的pH值，改善其水質(zhì)。

當(dāng)閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為了確保取樣系統(tǒng)冷卻裝置在機(jī)組停運(yùn)過程中對冷卻用水的要求，則自動打開氣動截止閥FV(2)，使高位水箱內(nèi)的冷卻水直接流經(jīng)取樣系統(tǒng)冷卻裝置，經(jīng)氣動截止閥FV(2)后排入地溝。截止閥FV(1)則使系統(tǒng)能夠與相鄰機(jī)組的對應(yīng)系統(tǒng)連接起來，在事故時(shí)可以相互救助。但在各機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，此截止閥Fv(1)應(yīng)關(guān)閉。

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)按機(jī)組VWO 5%OP工況(即最大負(fù)荷 5%超壓)設(shè)計(jì)。一臺閉式循環(huán)冷卻水泵和一臺閉式循環(huán)冷卻水熱交換器能滿足機(jī)組機(jī)、爐、電輔助設(shè)備的冷卻用水，也包括相鄰機(jī)組空壓機(jī)、制氫站設(shè)備的冷卻用水。

工質(zhì)循環(huán)使用，由透平排出的工質(zhì)，不再在大氣中作等效冷卻，而是經(jīng)冷卻器冷卻后重新被壓氣機(jī)吸入，再次參加循環(huán)過程。壓縮后的氣體工質(zhì)在氣體鍋爐（或加熱器）中被加熱。閉式循環(huán)中，工質(zhì)可用空氣或其他氣體。閉式循環(huán)的主要缺點(diǎn)是包括氣體鍋爐在內(nèi)的換熱器尺寸大、成本高和溫度低等，因而應(yīng)用不多。若采用氣冷反應(yīng)堆作為加熱氣體工質(zhì)的熱源，就組成了核動力閉式循環(huán)裝置，其效率可高于采用汽輪機(jī)的核動力裝置。

閉式循環(huán)適用蒸汽式汽輪發(fā)電機(jī)，更適用蒸汽式其它裝置和蒸汽式動力裝置。閉式循環(huán)是以朗肯循環(huán)為基礎(chǔ)，將朗肯循環(huán)中的凝汽器不用，而是用蒸汽泵代換凝汽器，也就是：“閉式循環(huán)的蒸汽泵，代換朗肯循環(huán)中凝汽器；因朗肯循環(huán)中，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做完功排汽到凝冷器冷卻，蒸汽在凝冷器冷卻咸水丟失大部分蒸發(fā)熱，而閉式循環(huán)中，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做完功排汽時(shí)，被蒸汽泵回到鍋爐繼續(xù)加熱，這樣就節(jié)約凝冷器冷卻時(shí)丟失的大部分蒸發(fā)熱”。

當(dāng)工質(zhì)與外界隔絕而被循環(huán)使用時(shí)，就形成了閉式循環(huán)。這時(shí)就不能用燃燒室來直接加熱壓縮后的工質(zhì)，而要用氣體鍋爐或加熱器來間接加熱工質(zhì)，同時(shí)還需用冷卻器來冷卻透平中膨脹做功后的工質(zhì)。具體如《圖1:閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的方案示意圖》所示。顯然，它的循環(huán)圖應(yīng)與簡單開式循環(huán)的一樣，因而兩者循環(huán)的性能也就相同。

為了提高循環(huán)的效率，閉式循環(huán)往往采用回?zé)?，這時(shí)雖然增加了一個(gè)體積較大的回?zé)崞?，但由于氣體鍋爐中的加熱量減少，減小了該鍋爐的尺寸，因而使回?zé)岷髾C(jī)組的尺寸增加得不太多。