新型双路超临界二氧化碳循环光煤互补发电系统热力性能

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作者 郝艳红 宋竹林 +2 位作者 张勇 田永杰 白静利 《热力发电》 北大核心 2025年第2期21-29,共9页

在再热再压缩循环系统中,高压二氧化碳流体在高温回热器出口温度较高,导致工质进入热源加热器中吸热量不足。对此,利用Aspen Plus软件建立了超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环光煤互补发电系统模型,在再热再压缩循环系统的基础上,提出了新... 在再热再压缩循环系统中,高压二氧化碳流体在高温回热器出口温度较高,导致工质进入热源加热器中吸热量不足。对此,利用Aspen Plus软件建立了超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环光煤互补发电系统模型,在再热再压缩循环系统的基础上,提出了新型双路S-CO_(2)循环光煤互补发电系统,并采用[火用]分析方法,对比了2个系统的性能。结果表明:新型双路S-CO_(2)循环光煤互补发电系统[火用]效率可达40.578%,比相同参数下再热再压缩循环系统高3.494百分点,其中,S-CO_(2)循环子系统[火用]效率提高了11.853百分点;循环子系统[火用]效率提高是由于新型双路S-CO_(2)循环路径布局使三级透平充分利用高温回热器回热做功,减少了主压缩机与高温回热器的[火用]损失;同时,新型双路S-CO_(2)循环光煤互补发电系统中太阳能提供的产出[火用]占比从9.846%提高至10.059%,太阳能的贡献更大。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 光煤互补发电 Aspen Plus模拟 [火用]分析 [火用]效率

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耦合熔盐储热的超临界二氧化碳循环系统变负荷发电效率提升方法 被引量：2

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作者 蒋睿 李明佳 +2 位作者 马腾 杜燊 章子训 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期11-21,共11页

针对非设计工况下超临界二氧化碳(SCO_(2))循环发电效率大幅度降低,系统运行经济性下降的问题,提出了一种SCO_(2)循环系统变负荷发电效率提升方法。该方法在系统设计方案上,采用多个小容量机组代替传统的单一大容量机组;在运行模式上,... 针对非设计工况下超临界二氧化碳(SCO_(2))循环发电效率大幅度降低,系统运行经济性下降的问题,提出了一种SCO_(2)循环系统变负荷发电效率提升方法。该方法在系统设计方案上,采用多个小容量机组代替传统的单一大容量机组;在运行模式上,采用多机组之间串并联相结合的运行模式。通过建立耦合熔盐储热的SCO_(2)循环系统实时动态模型,对比了多机组方案和传统单一机组方案的变负荷发电效率、调峰范围以及运行经济性,计算结果表明:对于额定功率为300 MW的单一机组,当输出功率从额定功率降低至20%额定功率时,其发电效率将从55.01%降低至21.97%;以串并联相结合模式运行的多机组方案相比于单一机组,在全工况范围内可将效率平均提高7.92%,同时可将调峰范围由100%~20%额定功率扩大至100%~3.33%额定功率;在参与调峰时,多机组方案相比于传统单一机组可节省12%的热盐消耗量。所提SCO_(2)循环系统变负荷提效方法对提高电站发电效率和运行经济性具有参考价值。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 熔盐储热 变负荷发电效率 多机组方案

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耦合超临界二氧化碳循环的压缩空气储能冷热电联供系统特性研究 被引量：10

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作者 冉鹏 张森 +2 位作者 王亚瑟 李政 赵广辉 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1077-1088,共12页

为研究耦合超临界二氧化碳循环的压缩空气储能冷热电联供系统特性,以循环效率、[火用]效率、度电成本及度电综合环境效应指数为指标,对所提出系统进行综合性能分析与参数分析,并将其与传统压缩空气储能系统进行对比。基于遗传算法,构建... 为研究耦合超临界二氧化碳循环的压缩空气储能冷热电联供系统特性,以循环效率、[火用]效率、度电成本及度电综合环境效应指数为指标,对所提出系统进行综合性能分析与参数分析,并将其与传统压缩空气储能系统进行对比。基于遗传算法,构建2个多目标函数组合,对所提出系统展开多目标优化。结果表明:相比传统压缩空气储能系统,所提出系统的循环效率及效率分别提升12.89%和5.37%,度电成本及度电综合环境效应指数分别降低0.32美分/(kW·h)及2.50;随着低压燃气透平进口压力的升高,循环效率、[火用]效率、度电成本的变化均存在拐点;组合(1)对应的最优循环效率、[火用]效率及度电成本分别为61.90%、52.77%和6.36美分/(kW·h);组合(2)对应的最优?效率、度电成本及度电综合环境效应指数分别为52.71%、6.35美分/(kW·h)和84.53。 展开更多

关键词 压缩空气储能 超临界二氧化碳循环 冷热电联供 性能分析 多目标优化

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600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器设计及传热特性研究 被引量：8

4

作者 吴新汶 邵应娟 钟文琪 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期5916-5924,共9页

为对超临界二氧化碳循环预冷器进行概念设计并探究其传热特性,构建了印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)预冷器的变结构分段设计模型,对600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器开展设计计算和传热特性研究,在定... 为对超临界二氧化碳循环预冷器进行概念设计并探究其传热特性,构建了印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)预冷器的变结构分段设计模型,对600MW煤基超临界二氧化碳循环PCHE预冷器开展设计计算和传热特性研究,在定换热量条件下分析冷热侧质量流量与预冷器设计参数的变化关系,探讨其内部传热特性,并给出预冷器设计方案。结果表明:预冷器内S-CO_(2)拟临界工况使温度呈非线性变化,热侧工质物性变化对预冷器整体传热性能的影响更加明显;热侧单通道入口质量流量增加3倍能使平均传热系数提高54.21%,但最小温差值降低53.38%,冷侧单通道入口质量流量的增加仅能强化冷侧传热;设计时可优先选取体积为优化目标以确定截面通道数及热侧入口参数,冷侧水量选取应权衡尺寸及压降关系;最终,该方案选取预冷器内冷热侧单通道入口质量流量分别为2.2和0.75g/s,与已有结果相比该预冷器体积可减小10.50%,夹点温差提高1℃。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 预冷器 印刷电路板式换热器 分段设计 传热性能

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超临界二氧化碳循环关键部件成本模型研究进展 被引量：6

5

作者 王雪 孙恩慧 +2 位作者 徐进良 乔加飞 王兵兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期650-662,共13页

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,sCO_(2))循环的应用在不同领域受到广泛关注,其成本效益评估体系仍不完善。获得准确的sCO_(2)循环部件成本,将使sCO_(2)循环的设计目标从效率最优转向成本效益最大化。该文分类综述sCO_(2... 超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,sCO_(2))循环的应用在不同领域受到广泛关注,其成本效益评估体系仍不完善。获得准确的sCO_(2)循环部件成本,将使sCO_(2)循环的设计目标从效率最优转向成本效益最大化。该文分类综述sCO_(2)循环关键部件成本公式的研究进展。目前,成本公式通常为“缩放参数”的幂函数,函数待定系数确定方法各不相同。基于独立构建的sCO_(2)循环热力计算模型,对比分析现有sCO_(2)循环部件成本公式特点。结果表明,在主气参数与循环布置相同的情况下,不同成本公式计算结果相差较大,其中较高的成本是参考成本关系缩放不合理造成。透平成本计算结果普遍偏大,压缩机成本两级分化明显。换热器成本的研究,考虑因素多样,综合来看,基于热导确定成本更能体现换热器成本特性。针对研究现状,指出sCO_(2)循环部件成本计算亟待解决的问题主要有:选用非特定用于sCO_(2)循环的部件成本公式,缺乏合理性验证分析;成本公式中应包含温度、压力等校正因子;对成本公式不确定性的量化研究尚有不足。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 回热器 透平 压缩机 冷却器 加热器 成本模型

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基于LNG冷能利用的燃气轮机/超临界二氧化碳循环关键参数经济性研究 被引量：3

6

作者 张锦坤 王渡 +3 位作者 任鑫 王廷举 万明元 王志刚 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期109-118,共10页

超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环具有循环效率高、设备尺寸小、运输安装方便、易于达到临界点等优势。考虑到液化天然气(LNG)具有的巨大冷能,不仅可以作为冷却剂应用于联合循环系统,且换热后的天然气既可以作为联合循环的燃料输入,剩余部... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环具有循环效率高、设备尺寸小、运输安装方便、易于达到临界点等优势。考虑到液化天然气(LNG)具有的巨大冷能,不仅可以作为冷却剂应用于联合循环系统,且换热后的天然气既可以作为联合循环的燃料输入,剩余部分又可供给城市用户。故提出了一种基于LNG冷能利用的燃气轮机/S-CO_(2)联合循环系统,选择合适成本公式对循环发电系统的投资成本、运行收益以及回收周期进行计算分析;对联合循环系统中一些关键参数的变化(如最高温度、最高压力、最低温度、最低压力和分流比)对S-CO_(2)循环的发电特性、经济性影响进行研究。结果表明:每个单参数的增大都会使设备投资成本呈现先增大后减小的趋势,但是发电量的大小对收益的影响占主导地位;以收益作为衡量标准,最高温度越高越好,最低温度越低越好,其他参数下均存在最佳值使收益达到最大;对关键参数以累计收益最大为优化目标进行遗传算法优化,优化后的回收周期为5.86年,20年累计收益为22.87亿元。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 LNG 参数分析 投资成本 运行收益

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褐煤抽气预干燥超临界二氧化碳循环发电系统性能分析 被引量：2

7

作者 张旭伟 白文刚 +2 位作者 高炜 李红智 姚明宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期78-86,共9页

为了提高褐煤发电系统能效,提出了一种基于抽气预干燥的褐煤超临界二氧化碳循环发电系统。首先以高温回热器热侧出口工质携带的高温热量为热源预热褐煤,使褐煤中的水分蒸发。其次预干燥褐煤抽气工质在干燥机中放热后,可以进入低温回热... 为了提高褐煤发电系统能效,提出了一种基于抽气预干燥的褐煤超临界二氧化碳循环发电系统。首先以高温回热器热侧出口工质携带的高温热量为热源预热褐煤,使褐煤中的水分蒸发。其次预干燥褐煤抽气工质在干燥机中放热后,可以进入低温回热器加热冷侧低温工质,减少能量损失。基于热力学第一、第二定律,建立了新型超临界二氧化碳动力循环褐煤发电系统与褐煤预干燥系统高效耦合热力计算模型,并对直燃褐煤发电系统和褐煤抽气预干燥发电系统进行对比分析。以内蒙古锡林浩特胜利煤田原煤为例进行计算,结果表明:相比于直燃褐煤发电系统,褐煤抽气预干燥发电系统通过利用高温抽气干燥褐煤,可以使发电效率提高1.50%,发电标准煤耗率降低8.41 g·(kW·h)^(-1);进一步[火用]分析结果显示,系统能效的提高主要得益于锅炉燃烧[火用]损的降低,预干燥褐煤使得锅炉燃烧[火用]损降低4.47%,故系统[火用]效率提高1.34%;干燥机效率和褐煤干燥程度越高,褐煤抽气预干燥发电系统节能潜力越大。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳动力循环 褐煤 抽气预干燥 [火用]分析

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太阳光热发电-超临界二氧化碳循环系统经济性分析与优化 被引量：9

8

作者 邓成刚 李伟科 +3 位作者 梁展鹏 陈建生 梁颖宗 罗向龙 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期59-66,共8页

在太阳能光热发电(CSP)系统中,采用超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环相较于传统蒸汽朗肯循环可获得更高的发电效率。本文建立了塔式CSP-S-CO_(2)布雷顿循环集成电站系统的数学模型,以最小化电站平准化度电成本(LCOE)为目标,采用联立... 在太阳能光热发电(CSP)系统中,采用超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环相较于传统蒸汽朗肯循环可获得更高的发电效率。本文建立了塔式CSP-S-CO_(2)布雷顿循环集成电站系统的数学模型,以最小化电站平准化度电成本(LCOE)为目标,采用联立方程法对集成系统进行了参数优化,并对循环的关键参数进行了敏感性分析。将模型应用于50 MW级塔式CSP-S-CO_(2)布雷顿循环电站的优化设计,结果表明:当蓄热时长为8 h、透平入口温度520.85℃、透平和压缩机入口压力分别为25 MPa和8.63 MPa时,可将系统LCOE降低至0.817元/(kW·h),较塔式CSP-蒸汽朗肯循环(0.994元/(kW·h))降低17.81%;蓄热时长越长,系统LCOE越小;存在最优的透平入口温度、分流比和压比,使系统LCOE最小;提升透平与压缩机的等熵效率可显著降低系统LCOE。 展开更多

关键词 太阳能光热发电 超临界二氧化碳布雷顿循环 平准化度电成本 系统优化

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部分预热超临界二氧化碳/吸收式动力循环联合循环余热发电系统性能评价与比较 被引量：1

9

作者 呼浩 郭前鑫 +6 位作者 杨利 余小兵 薛晨晰 刘永林 薛彦平 杨庆川 顾雨恒 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期101-111,共11页

部分预热超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统被广泛认为是一种很有前途的余热回收方案。提出了以LiBr-H_(2)O和NH_(3)-H_(2)O为工质对的2种部分预热S-CO_(2)循环系统和吸收式动力循环的联合循环发电系统(部分预热S-CO_(2)/APC系统)... 部分预热超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统被广泛认为是一种很有前途的余热回收方案。提出了以LiBr-H_(2)O和NH_(3)-H_(2)O为工质对的2种部分预热S-CO_(2)循环系统和吸收式动力循环的联合循环发电系统(部分预热S-CO_(2)/APC系统)。建立并验证了所提出的部分预热-CO_(2)/APC系统的热力学模型。基于单目标和多目标优化结果,从热力学和经济学角度比较了所提出的S-CO_(2)/APC系统与单一S-CO_(2)系统的性能。单目标优化结果表明,与单一S-CO_(2)系统相比,S-CO_(2)/LiBr-H_(2)O系统和S-CO_(2)/NH_(3)-H_(2)O系统的净输出功和净效率分别提高了7.40%和4.30%。多目标优化结果表明,S-CO_(2)/LiBr-H_(2)O系统和S-CO_(2)/NH_(3)-H_(2)O系统的净效率分别提高了7.94%和5.13%,单位投资成本分别提高了12.35%和9.02%,表明S-CO_(2)/LiBr-H_(2)O系统具有较大的发展潜力。[火用]损分析结果表明,[火用]损主要存在于冷却器和加热器中,所提出的S-CO_(2)/APC系统可以显著降低单一S-CO_(2)系统冷却器约45%的[火用]损。 展开更多

关键词 部分预热超临界二氧化碳动力循环 吸收式动力循环 余热回收 经济分析 多目标优化

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超临界二氧化碳动力循环研究进展及展望 被引量：58

10

作者 徐进良 刘超 +2 位作者 孙恩慧 朱兵国 谢剑 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第10期1-10,共10页

超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环具有效率高、系统紧凑及灵活性高等优点,未来可取代或部分取代水蒸气朗肯循环,实现高效热功转换。本文从能量传递转换机理、关键部件研发以及系统设计等角度,总结了国内外研究进展。已有研究表明,目前已... 超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环具有效率高、系统紧凑及灵活性高等优点,未来可取代或部分取代水蒸气朗肯循环,实现高效热功转换。本文从能量传递转换机理、关键部件研发以及系统设计等角度,总结了国内外研究进展。已有研究表明,目前已成功展示小型径流式透平S-CO2循环系统,但CO2泄漏等导致系统性能降低,大型轴流式透平系统可能不会出现小型系统类似问题。综述了我国在S-CO2循环方面的研究进展。围绕大型S-CO2燃煤发电系统能量传递转换机理及系统概念设计,提出了锅炉模块化设计,将锅炉压降降低到与水蒸气锅炉相当甚至更低的水平;提出了顶/底复合循环,彻底解决了锅炉烟气热量全温区吸收问题。建立了高温高压CO2传热实验系统,获得了宽广参数范围内的实验数据,引入超临界类沸腾概念并提出超临界沸腾数及K数,获得了高精度预测超临界传热恶化及传热系数的广义关联式,提出了控制壁温的S-CO2锅炉概念设计等。在此基础上,提出了需加强的研究方向,包括适合不同热源(核能、太阳能、化石能源)的S-CO2循环构建,回热器、压气机及透平等关键部件设计及制造技术,关键部件及全系统的控制运行技术,以及不同功率等级的S-CO2循环的示范系统等,为S-CO2发电的商业应用奠定理论和技术基础。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 热功转换 回热器 透平 控制运行

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超临界二氧化碳动力循环在钠冷快堆中的应用综述 被引量：13

11

作者 王绩德 冯岩 韩东江 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期289-297,共9页

超临界二氧化碳循环系统在气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆中极具应用前景。综述了应用于钠冷快堆的超临界二氧化碳动力循环系统及其样机关键部件研究现状和有关进展,结合钠冷快堆的热源特征,分别就典型超临界二氧化碳动力循环结构、印刷... 超临界二氧化碳循环系统在气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆中极具应用前景。综述了应用于钠冷快堆的超临界二氧化碳动力循环系统及其样机关键部件研究现状和有关进展,结合钠冷快堆的热源特征,分别就典型超临界二氧化碳动力循环结构、印刷电路板式换热器换热特征系数、不同功率等级S-CO_2压缩机与透平类型选择以及轴承与密封关键特征进行了总结与分析,分析结果为后续开展适用于钠冷快堆的S-CO_2布雷顿循环设计及样机开发提供可借鉴的参考与依据。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 钠冷快堆 关键动力部件 换热器

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跨临界循环二氧化碳在热泵型热水器中的应用研究 被引量：16

12

作者 徐洪涛 袁秀玲 +3 位作者 李国强 李蒙沂 田怀璋 甄兆威 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期12-16,共5页

CO2 是一种无毒、不燃烧的天然气体。它对大气臭氧层没有破坏作用 ,温室效应也较小。CO2 在超临界下运行 ,与传统制冷剂相比有其明显的特点。实验表明 ,在自来水的进水水温 8℃ ,出水水温 6 0℃ ,蒸发温度 0℃的条件下 ,用CO2 作制冷剂... CO2 是一种无毒、不燃烧的天然气体。它对大气臭氧层没有破坏作用 ,温室效应也较小。CO2 在超临界下运行 ,与传统制冷剂相比有其明显的特点。实验表明 ,在自来水的进水水温 8℃ ,出水水温 6 0℃ ,蒸发温度 0℃的条件下 ,用CO2 作制冷剂的热泵型热水器供热系统的COP值可达到 4 .3。系统以周围空气为热源时 ,全年的运行平均供热COP值可以达到 4 .0 ,与传统的电加热或者燃煤系统相比 ,可以节省 75 %的能量。通过对运行的调节 ,再加上较高的压缩机效率以及CO2自身良好的传热性质 ,我们可以获得高的COP值。 展开更多

关键词 跨临界循环二氧化碳 热泵型热水器 COP 制冷剂 温室效应

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二氧化碳跨临界循环系统用新型膨胀机的研发 被引量：9

13

作者 姜云涛 马一太 +1 位作者 李敏霞 王伟 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1-4,共4页

由于传统的人工合成制冷剂对环境的不良影响,环保的自然工质CO2重新兴起。提高CO2跨临界循环系统的效率成为CO2制冷技术发展的一个研究重点。采用膨胀机可以提高CO2跨临界循环系统的效率,使其接近普通制冷系统的效率。在原有单缸滚动活... 由于传统的人工合成制冷剂对环境的不良影响,环保的自然工质CO2重新兴起。提高CO2跨临界循环系统的效率成为CO2制冷技术发展的一个研究重点。采用膨胀机可以提高CO2跨临界循环系统的效率,使其接近普通制冷系统的效率。在原有单缸滚动活塞膨胀机的基础上,设计并加工了新型双缸膨胀机样机,对其设计过程、运动原理等进行了介绍,并利用CO2跨临界水-水热泵系统对样机进行了性能测试,测试结果显示,在试验工况下,膨胀机的转速为780～1100r/min,其等熵效率的为28%～33%。 展开更多

关键词 热工学 二氧化碳 膨胀机 双缸膨胀机 二氧化碳跨临界循环

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带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统运行特性实验研究 被引量：3

14

作者 李敏霞 马一太 +1 位作者 李丽新 苏维诚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期343-348,共6页

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术,但其循环的效率还是比常规工质循环低,因此开发膨胀机提高二氧化碳跨临界循环系统运行效率是推动实际应用的关键问题。本文给出了二氧化碳膨胀机的设计特点,同时利用实验手段对带膨... 虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术,但其循环的效率还是比常规工质循环低,因此开发膨胀机提高二氧化碳跨临界循环系统运行效率是推动实际应用的关键问题。本文给出了二氧化碳膨胀机的设计特点,同时利用实验手段对带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行测试,了解膨胀机的运行特性以及对系统的影响,同时改变外部参数条件,了解系统运行规律。通过实验表明,膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关,而且存在极值。系统的运行也受其影响,但系统性能系数是一个综合作用的结果,应对系统运行参数进行优化。 展开更多

关键词 二氧化碳跨临界循环 水源热泵 膨胀机

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燃气轮机/超临界二氧化碳联合循环余热利用及动态特性分析 被引量：4

15

作者 王渡 王志刚 +3 位作者 张锦坤 任鑫 王廷举 万明元 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期67-75,共9页

超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环具有透平尺寸小、压缩机功耗小、循环效率高等诸多优势。为了探究S-CO_(2)循环耦合燃气轮机发电系统后发电效率最高的循环配置,提出了4种循环布局;并通过遗传算法以循环效率最高为优化目标,对循环系统的主... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环具有透平尺寸小、压缩机功耗小、循环效率高等诸多优势。为了探究S-CO_(2)循环耦合燃气轮机发电系统后发电效率最高的循环配置,提出了4种循环布局;并通过遗传算法以循环效率最高为优化目标,对循环系统的主要参数进行优化;对该方案进行动态系统分析,以底部循环输入热负荷为扰动变量,探究从满负荷分别阶跃降低到90%负荷、80%负荷和70%负荷后系统的动态响应情况。结果表明:4种方案中燃气轮机/两透平S-CO_(2)联合循环系统循环效率最高,为44.87%;烟气换热器附近参数响应时间比较快,而由于热惯性的影响在工质流程中离烟气换热器越远响应时间越长;且在同一位置,压力的响应时间略长于温度的响应时间,高温透平附近参数的下降幅度大于低温透平。 展开更多

关键词 临界二氧化碳循环 余热利用 动态特性 变负荷 响应速度

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超临界二氧化碳布雷顿循环的透平旁路启动特性 被引量：2

16

作者 赵德材 王波 张士杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期9161-9170,共10页

针对正在建设中的低碳超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环试验台,为制定试验台启动策略、研究系统启动过程动态特性,采用模块化建模方法建立循环系统的动态模型,设计具体的透平旁路启动控制策略。针对启动过程... 针对正在建设中的低碳超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环试验台,为制定试验台启动策略、研究系统启动过程动态特性,采用模块化建模方法建立循环系统的动态模型,设计具体的透平旁路启动控制策略。针对启动过程中的旁通切换,提出手动切换、自动切换以及考虑冲转的旁通自动切换3种策略。研究表明:采用手动切换时,可以较好的控制加热器出口压力、压缩机流量的波动,但是压缩机进口压力变化较为明显,透平转速控制效果较差;采用自动控制旁路切换则不需要预设切换时的阀门对应开度,同时比较有效地控制压力、流量等参数波动;在考虑透平冲转时,采用自动切换控制,加热器出口压力最大相对变化量约为5.7%,压缩机流量最大相对变化量约为16%。采用提出的考虑冲转的透平旁路自动切换的启动策略,启动过程中参数变化平稳可控,可为后续试验台调试运行提供一定参考。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 启动策略 旁通切换 透平冲转 仿真模拟

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带膨胀机的二氧化碳跨临界循环变工况特性 被引量：1

17

作者 傅烈虎 吴青平 +1 位作者 王瑞祥 李青冬 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第4期83-87,共5页

分析了带膨胀机的二氧化碳跨临界循环变工况特性,发现它与传统的蒸汽压缩式制冷循环不同的特点:循环存在一个最佳排气压力使COP最大,且最佳排气压力对冷却器出口温度的变化比较敏感;随蒸发温度的下降,单位质量制冷量先增大后减小;COP随... 分析了带膨胀机的二氧化碳跨临界循环变工况特性,发现它与传统的蒸汽压缩式制冷循环不同的特点:循环存在一个最佳排气压力使COP最大,且最佳排气压力对冷却器出口温度的变化比较敏感;随蒸发温度的下降,单位质量制冷量先增大后减小;COP随着吸气温度的增加呈现振荡变化,且振荡变化的总体趋势是降低,带膨胀机吸气过热为无效过热的系统安装回热器有助于COP的提高。然而带膨胀机的二氧化碳跨临界循环与传统的蒸汽压缩式制冷循环也有类似之处,它也存在一个最大功率工况。 展开更多

关键词 二氧化碳跨临界循环 变工况 吸气温度 最大功率工况

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部分冷却二氧化碳循环燃煤发电系统热力学性能分析 被引量：1

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作者 韩中合 郭董阳 +1 位作者 陈东旭 白亚平 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期63-70,共8页

再压缩二氧化碳布雷顿循环具有结构简单、循环效率高的优点。然而,再压缩循环应用于燃煤电站时面临锅炉压降大、冷却壁温高和余热利用难的问题。部分冷却二氧化碳循环凭借其本身的循环特点,在与燃煤锅炉集成时可有效缓解以上问题。利用M... 再压缩二氧化碳布雷顿循环具有结构简单、循环效率高的优点。然而,再压缩循环应用于燃煤电站时面临锅炉压降大、冷却壁温高和余热利用难的问题。部分冷却二氧化碳循环凭借其本身的循环特点,在与燃煤锅炉集成时可有效缓解以上问题。利用MATLAB软件编写了600 MW部分冷却二氧化碳循环燃煤发电系统的热力计算程序。首先研究了单一参数变化时系统循环效率的变化情况。结果表明:主压缩机入口压力和温度在临界点附近约7.8 MPa/32℃时循环效率达到最大值;预压缩机工作在临界点附近时系统效率突降;分流系数和再热压力分别在0.35和17 MPa时系统效率达到最高。随后,应用粒子群算法对部分冷却循环进行参数优化,结果表明部分冷却循环在合适的设计参数条件下,可以实现接近于再压缩循环的效率。相比于再压缩循环,部分冷却循环的质量流量下降了17.46%,锅炉入口温度从462.45℃降低到429.39℃。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环 燃煤锅炉 部分冷却循环 粒子群算法 循环效率

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金属材料在超临界二氧化碳环境内腐蚀行为研究进展 被引量：1

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作者 雷贤良 刘云帆 +1 位作者 胡运生 李德标 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-12,共12页

超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环发电技术因其自身的技术优势成为热力发电领域一项具有划时代意义的重大变革性前沿技术,由于十分苛刻的工作环境,S-CO_(2)易造成设备材料腐蚀。为确保S-CO_(2)系统安全有效地运行,首先介绍了S-CO_(2)布雷... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环发电技术因其自身的技术优势成为热力发电领域一项具有划时代意义的重大变革性前沿技术,由于十分苛刻的工作环境,S-CO_(2)易造成设备材料腐蚀。为确保S-CO_(2)系统安全有效地运行,首先介绍了S-CO_(2)布雷顿循环系统工质运行参数范围以及系统关键设备候选材料,其次综述了目前有关金属材料在S-CO_(2)环境中的腐蚀行为研究现状,然后详细阐述了S-CO_(2)环境下的腐蚀机理,归纳了温度、压力、杂质、流速以及材料成分对S-CO_(2)腐蚀过程的影响,同时介绍了S-CO_(2)腐蚀防控技术的研究进展,最后进行了总结并指出了现有研究的不足及未来研究的主要方向,为我国S-CO_(2)循环系统的安全运行提供科学依据。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳循环发电技术 金属材料 腐蚀机理

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低温热阱环境下超临界二氧化碳动力循环概念设计研究 被引量：2

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作者 王典乐 黄彦平 +4 位作者 殷凯凯 刘旻昀 周源 赖相鹏 李勇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1681-1690,共10页

针对低温热阱应用环境下的核能动力转换系统,在简单回热循环和再压缩循环的基础上进行了冷端优化设计研究,根据循环冷端工质压缩状态的不同,提出了3种冷端优化方式。研究建立了热力学分析程序,并验证了热力学分析程序的准确性。使用程... 针对低温热阱应用环境下的核能动力转换系统,在简单回热循环和再压缩循环的基础上进行了冷端优化设计研究,根据循环冷端工质压缩状态的不同,提出了3种冷端优化方式。研究建立了热力学分析程序,并验证了热力学分析程序的准确性。使用程序针对100 MW规模发电机组分别对透平入口温度为550℃的中高温反应堆热源和温度为315℃的中低温反应堆热源进行了计算分析。研究发现,冷端优化后的超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统运行压力降低,循环效率提高了2%~4%。S-CO_(2)动力循环冷端优化构型在具有低温热阱的核能动力转换应用中具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳动力循环 低温热阱 冷端优化

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