超临界二氧化碳轴流式透平热力气动计算与分析
发布时间：2021-06-19 22:18
超临界二氧化碳动力循环具有效率高、结构紧凑、安全环保等众多优点,被认为是未来有前景的动力循环之一。透平作为超临界二氧化碳动力循环中的核心设备,其热力设计方案和性能对于整个循环系统会产生重要影响。与传统工质相比,超临界二氧化碳具有密度大、运动粘度小等特点,在同功率等级下可以有效减少透平的通流尺寸,降低流动损失。针对超临界二氧化碳轴流式透平,在给定通流几何尺寸的条件下进行一维热力计算,与空气及蒸汽的一维热力计算结果进行比较以探讨超临界二氧化碳透平的特点,利用计算流体力学软件进行三维数值模拟分析,与一维热力计算结果进行比较分析。本文的主要工作如下:首先,基于一维流动分析法,采用正问题求解的计算方法编制了 S-CO2轴流式透平的一维热力计算程序,在通过工程实例验证程序准确性的基础上,开展了二级超临界二氧化碳轴流式透平的一维热力设计,其中s-CO2的物性参数采用NIST物性数据库,叶栅参数采用HQ系列叶栅及试验数据。给定设计工况参数为:透平进口总压为18MPa,透平进口总温为550℃,透平出口静压为9MPa,通过根径与转速及叶栅出口气流角的变化优选出一维热力设计方案,转速选为4800r/min,...
【文章来源】：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不冋工质的临界压力和临界温度Ｗ??
回热式、中冷式、再热式、再压缩、分流膨胀等多种布置形式，根据当前的数据和研??究资料显示，以再压缩布雷顿循环的循环效率最高ｔ１，５，６］，再压缩布雷顿循环的系统??布置图和温熵图见图１－３与图１－４。由于超临界二氧化碳在透平的出口温度相对较高，??因此在循环系统布置中需要采用回热装置以提高循环热效率。再压缩布雷顿循环采??用高温回热器和低温回热器，利用透平出口的余热分别对主压气机和分压气机的出??口处工质进行加热，可以更加高效的利用循环冷热两端较大的比热容差，获得更好的??系统性能。??４?加热器??—ｒｐｐ—－—，分流?｜—??，５?预冷器！??，?十机。。，??主ｋｒ?６?Ｌ汇聚?ｋ????１７１９１?１＿｜??￣??￣￣ｎ?ｒ￣??低温回热器?高温回热器??图１－３超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环的系统布置图??￣￣ｓ￣＂??图１－４超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环的温熵图??３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]60 MW超临界CO2分流再压缩闭式循环热力性能优化分析[J]. 赵峰,陈运良,史进渊. 动力工程学报. 2019(04)
[2]超临界二氧化碳布雷顿循环系统及透平机械研究进展[J]. 谢永慧,王雨琦,张荻,施东波. 中国电机工程学报. 2018(24)
[3]超临界CO2循环与燃煤锅炉集成技术研究[J]. 郑开云,黄志强. 动力工程学报. 2018(10)
[4]超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电系统仿真研究[J]. 吴闯,王顺森,王兵兵,李军. 中国电机工程学报. 2018(21)
[5]超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环变工况特性分析[J]. 杨映麟,张尧立,赵英汝,郭奇勋. 原子能科学技术. 2018(09)
[6]超临界二氧化碳高压涡轮气动设计及性能[J]. 韩万龙,丰镇平,王月明,李红智,周东,但光局,郭必敏. 哈尔滨工业大学学报. 2018(07)
[7]超临界二氧化碳火力发电系统模拟研究[J]. 陈渝楠,张一帆,刘文娟,李红智. 热力发电. 2017(02)
[8]超临界二氧化碳再压缩再热火力发电系统关键参数的研究[J]. 张一帆,王生鹏,刘文娟,陈渝楠,王月明,李红智. 动力工程学报. 2016(10)
[9]部分进气超临界二氧化碳向心透平气动性能研究[J]. 王雨琦,施东波,张荻,谢永慧. 热力透平. 2016(03)
[10]超临界二氧化碳动力循环系统及关键部件研究进展[J]. 丰镇平,赵航,张汉桢,邓清华. 热力透平. 2016(02)
本文编号：3238645
【文章来源】：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不冋工质的临界压力和临界温度Ｗ??
回热式、中冷式、再热式、再压缩、分流膨胀等多种布置形式，根据当前的数据和研??究资料显示，以再压缩布雷顿循环的循环效率最高ｔ１，５，６］，再压缩布雷顿循环的系统??布置图和温熵图见图１－３与图１－４。由于超临界二氧化碳在透平的出口温度相对较高，??因此在循环系统布置中需要采用回热装置以提高循环热效率。再压缩布雷顿循环采??用高温回热器和低温回热器，利用透平出口的余热分别对主压气机和分压气机的出??口处工质进行加热，可以更加高效的利用循环冷热两端较大的比热容差，获得更好的??系统性能。??４?加热器??—ｒｐｐ—－—，分流?｜—??，５?预冷器！??，?十机。。，??主ｋｒ?６?Ｌ汇聚?ｋ????１７１９１?１＿｜??￣??￣￣ｎ?ｒ￣??低温回热器?高温回热器??图１－３超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环的系统布置图??￣￣ｓ￣＂??图１－４超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环的温熵图??３??
回热式、中冷式、再热式、再压缩、分流膨胀等多种布置形式，根据当前的数据和研??究资料显示，以再压缩布雷顿循环的循环效率最高ｔ１，５，６］，再压缩布雷顿循环的系统??布置图和温熵图见图１－３与图１－４。由于超临界二氧化碳在透平的出口温度相对较高，??因此在循环系统布置中需要采用回热装置以提高循环热效率。再压缩布雷顿循环采??用高温回热器和低温回热器，利用透平出口的余热分别对主压气机和分压气机的出??口处工质进行加热，可以更加高效的利用循环冷热两端较大的比热容差，获得更好的??系统性能。??４?加热器??—ｒｐｐ—－—，分流?｜—??，５?预冷器！??，?十机。。，??主ｋｒ?６?Ｌ汇聚?ｋ????１７１９１?１＿｜??￣??￣￣ｎ?ｒ￣??低温回热器?高温回热器??图１－３超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环的系统布置图??￣￣ｓ￣＂??图１－４超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环的温熵图??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]60 MW超临界CO2分流再压缩闭式循环热力性能优化分析[J]. 赵峰,陈运良,史进渊. 动力工程学报. 2019(04)
[2]超临界二氧化碳布雷顿循环系统及透平机械研究进展[J]. 谢永慧,王雨琦,张荻,施东波. 中国电机工程学报. 2018(24)
[3]超临界CO2循环与燃煤锅炉集成技术研究[J]. 郑开云,黄志强. 动力工程学报. 2018(10)
[4]超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电系统仿真研究[J]. 吴闯,王顺森,王兵兵,李军. 中国电机工程学报. 2018(21)
[5]超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环变工况特性分析[J]. 杨映麟,张尧立,赵英汝,郭奇勋. 原子能科学技术. 2018(09)
[6]超临界二氧化碳高压涡轮气动设计及性能[J]. 韩万龙,丰镇平,王月明,李红智,周东,但光局,郭必敏. 哈尔滨工业大学学报. 2018(07)
[7]超临界二氧化碳火力发电系统模拟研究[J]. 陈渝楠,张一帆,刘文娟,李红智. 热力发电. 2017(02)
[8]超临界二氧化碳再压缩再热火力发电系统关键参数的研究[J]. 张一帆,王生鹏,刘文娟,陈渝楠,王月明,李红智. 动力工程学报. 2016(10)
[9]部分进气超临界二氧化碳向心透平气动性能研究[J]. 王雨琦,施东波,张荻,谢永慧. 热力透平. 2016(03)
[10]超临界二氧化碳动力循环系统及关键部件研究进展[J]. 丰镇平,赵航,张汉桢,邓清华. 热力透平. 2016(02)
本文编号：3238645
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