Technical feasibility of supercritical CO2 Brayton cycle in waste heat recovery applications

Abstract

La Industria está prestando atención a la revalorización energética de residuos para producir electricidad (cogeneración mediante ciclos de cola) como una técnica para mejorar la eficiencia de los procesos. La industria productora de cemento está altamente interesada in tales técnicas. Los ciclos de Brayton con CO2 supercrítco se pueden usar para recuperar calor a media temperatura (300ºC a 500ºC). Esta tecnología se ha sugerido para algunos diseños de reactores nucleares de la Generación IV, especialmente en la configuración de re-compresión. Echogen ha desarrollado recientemente ciclos recuperativos para la revalorización energética de residuos. Este artículo se centra en el diseño de cascada propuesto por Echogen, sugiriendo una variación con dos recuperadores. Se analizan diferentes configuraciones bajo restricciones de diseño comunes para lograr un criterio de diseño adecuado para cada una de ellas.

Industry is paying attention to waste heat recovery to produce electricity (cogeneration bottom cycles) as a technique to improve the efficiency of processes. The cement production industry is highly interested in such techniques. Brayton cycles using CO2 at supercritical pressure can be used to capture wasted heat from streams at mid temperatures (300ºC to 500ºC). This technology has been suggested for some designs of Generation IV fission reactors especially in the re-compression configuration. Recent developments by Echogen proposed recuperative cycles for waste heat recovery. This paper is focused on the cascade design proposed by Echogen, suggesting a variation with two recuperators. Different arrangements are analysed under some design configurations in order to obtain a design criterion for each layout.