專利名稱：含有硅氧烷并用于朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱力系統(tǒng)中的循環(huán)工質(zhì)，具體涉及到蒸發(fā)溫度為190-270°c的太陽(yáng)能自復(fù)疊朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的工質(zhì)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能屬于可直接利用的可再生能源，其中太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)一直受到廣泛關(guān)注和研究，例如采用有機(jī)朗肯循環(huán)的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)，不僅可有效利用太陽(yáng)能資源，減少CO2排放，降低溫室效應(yīng)，還可以有效地降低制造成本。有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的方向發(fā)展在于提高系統(tǒng)的效率，因?yàn)樽詮?fù)疊朗肯循環(huán)要比單級(jí)朗肯循環(huán)能更有效地回收利用膨脹機(jī)的乏汽，所以其系統(tǒng)效率可得到提高。但如果缺乏適合的循環(huán)工質(zhì)，則限制了有機(jī)朗肯循環(huán)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用。因此開發(fā)一種環(huán)境友好、熱力性能優(yōu)良、蒸發(fā)溫度為190-270°c，適 用于太陽(yáng)能自復(fù)疊朗肯循環(huán)系統(tǒng)的工質(zhì)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一組適用于自復(fù)疊太陽(yáng)能高溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)、含有硅氧烷的混合工質(zhì)，以使其具有較高的熱力循環(huán)性能。本發(fā)明內(nèi)容介紹及實(shí)施例含有硅氧烷并用于朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，所述混合工質(zhì)由八甲基環(huán)四娃氧燒(C8H24O4Si4)和十甲基環(huán)五娃氧燒(CltlH3tlO5Si5)組成；或由八甲基環(huán)四硅氧烷(C8H24O4Si4)和八甲基三硅氧烷(C8H24O2SI3)組成，其質(zhì)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(zhì)其各自組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%。各組元物質(zhì)的基本參數(shù)如表I所示。本發(fā)明的制備方法是，將各組元物質(zhì)按其指定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行物理混
八
口 ο表I混合工質(zhì)各組元基本參數(shù)其中Tb :正常沸點(diǎn)，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本發(fā)明具有以下幾點(diǎn)有益效果(I)安全性高硅氧烷具有毒性低、可燃性低及熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。(2)熱工參數(shù)適宜在設(shè)計(jì)工況下，壓力水平較低，因此對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的承壓能力與密封性要求較低，可以減少系統(tǒng)成本。(3)循環(huán)性能優(yōu)良在設(shè)計(jì)工況下的朗肯循環(huán)效率大于30%，單位質(zhì)量循環(huán)凈功輸出量基本為43kJ/kg以上。(4)循環(huán)熱利用率較高該混合工質(zhì)為二元非共沸工質(zhì)，在相變過程中存在溫度滑移，可減少內(nèi)部不可逆損失，當(dāng)系統(tǒng)中存在內(nèi)部換熱器時(shí)，可以有效提高膨脹機(jī)乏汽余熱的回收利用率，從而提高系統(tǒng)熱效率。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中混合工質(zhì)的各組元組分均指質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。自復(fù)疊太陽(yáng)能高溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)設(shè)有兩級(jí)太陽(yáng)能集熱器。實(shí)施例I :取20%C8H2404Si4、80%C1 QH3Q05Si5，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例2 -M 30%C8H2404Si4、70%C1QH3Q05Si5，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例3 -M 40%C8H2404Si4、60%C1QH3Q05Si5，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例4 -M 50%C8H2404Si4,50%C10H3005Si5,常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例5 -M 60%C8H2404Si4、40%C1QH3Q05Si5，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例6 -M 60%C8H2404Si4、40%C8H2402SI3，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例7 -M 70%C8H2404Si4、30%C8H2402SI3，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例8 -M 75%C8H2404Si4、25%C8H2402SI3，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。實(shí)施例9 -M 80%C8H2404Si4、20%C8H2402SI3，常溫下進(jìn)行混合后作為循環(huán)工質(zhì)。循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況取為第一級(jí)集熱器出口溫度190°C，第二級(jí)集熱器出口溫度2700C，冷凝溫度50°C，工質(zhì)泵壓縮與膨脹機(jī)膨脹過程為等熵過程。根據(jù)循環(huán)計(jì)算，上述9個(gè)實(shí)施例的有關(guān)參數(shù)和循環(huán)性能指標(biāo)如表2所示。表2九個(gè)實(shí)施例循環(huán)性能

權(quán)利要求
1.含有硅氧烷并用于朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，其特征是所述混合工質(zhì)由八甲基環(huán)四硅氧烷(C8H24O4Si4)和十甲基環(huán)五硅氧烷(CltlH3tlO5Si5)組成；或由八甲基環(huán)四硅氧烷(C8H24O4Si4)和八甲基三硅氧烷(C8H24O2SI3)組成，其質(zhì)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(zhì)其各自組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一組含有硅氧烷并用于朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，混合工質(zhì)由八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)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(jìn)行物理混合即可，混合工質(zhì)適合于蒸發(fā)溫度為190-270℃的太陽(yáng)能自復(fù)疊朗肯循環(huán)系統(tǒng)。硅氧烷具有毒性低、可燃性低及熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)壓力水平較低，因此對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的承壓能力與密封性要求較低；在設(shè)計(jì)工況下的朗肯循環(huán)效率大于30%，單位質(zhì)量循環(huán)凈功輸出量基本為43kJ/kg以上。混合工質(zhì)為二元非共沸工質(zhì)，在相變過程中存在溫度滑移，可減少內(nèi)部不可逆損失，當(dāng)系統(tǒng)中存在內(nèi)部換熱器時(shí)，可以有效提高膨脹機(jī)乏汽余熱的回收利用率，從而提高系統(tǒng)熱效率。
文檔編號(hào)C09K5/04GK102888210SQ201210392559
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者趙力, 鮑軍江, 鄭楠 申請(qǐng)人:天津大學(xué)