针对环境污染问题,清洁能源利用现状,本文提出一种基于储能和碳捕集的液氧直燃动力循环系统。循环系统利用LNG与液氧燃烧,产生超高温、超高压燃气,燃气在透平中膨胀做功,带动发电机发电。循环过程中的液氧利用夜间富余谷电通过空分系统制取,缓解电网调峰压力,实现“移峰填谷”、电能的跨时区利用。系统利用LNG以及液氧的冷能,对CO₂实现捕集,减少碳排放,保护环境。本文基于热力学以及传热学理论,利用Aspen Plus对循环系统进行构建,对循环系统进行模块化分析,根据模拟结果,对循环系统的输出总功率、输出净功率、厂用电份额、发电热效率以及发电净效率等评价准则与透平入口压力和入口温度的变化关系进行分析总结,逐步优化液氧直燃动力循环系统。本文首先通过（火用）分析方法分析LNG、液氧的冷能随压力的变化关系,发现随着工质压力的升高,冷能逐渐降低。此基础上,构建简单循环系统,发现燃气温度过高,因此对循环系统进行优化,提出将CO₂作为冷却介质注入到燃烧器中,保护燃烧器壳体的液氧直燃动力循环系统。利用Aspen Plus对以CO₂作为冷却介质的液氧直燃动力循环系统进行模拟,结果表明当透平入口压力不变时,发电热效率随着透平入口温度的升高逐渐增加;当燃气温度不变时,随着燃气压力的升高,发电热效率逐渐增加。循环系统中压缩机耗能大,厂用电份额达到24%。当入口温度为1200℃时,入口压力从40MPa增加到70MPa,发电热效率从48.5%增加到51.2%。当透平入口温度1500℃,入口压力70MPa,发电热效率达到64.9%,除去ASU制氧耗能,发电净效率为61.6%。为了改善压缩机耗能大对系统的影响,本文对LNG/液氧直燃动力循环系统进行优化,去掉系统中耗能大的压缩机,计算发现当透平入口压力为40MPa时,厂用电份额不到4%。当透平入口温度为1200℃时,入口压力从40MPa增加到70MPa,发电热效率从51.4%增加到54.2%;当透平入口温度1500℃,入口压力70MPa时,发电热效率达到66.3%,除去ASU制氧耗能,发电净效率到62.9%,同时乏气经过冷凝器以及系统中的多级换热设备,实现CO₂与水的分离,以及CO₂液化和捕集。最后对比水与CO₂作为冷却介质的不同,发现在同样工况下,CO₂的质量流量约是循环水的质量流量的3倍,由于CO₂在循环过程中处在超临界状态,密度高,膨胀到透平末级时,透平末级体积是同等工况时利用水作为循环工质时的1/10。