超临界二氧化碳布雷顿循环热力系统优化研究

发布时间：2022-01-09 10:54

　　自第四代核能系统发展以来,超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环受到了广泛的关注。本文研究了各种参数变化对S-CO₂布雷顿循环的影响,分析比较了不同布局方式的S-CO₂布雷顿循环、不同布局方式的S-CO₂联合循环的热力学性能,进行系统优化,寻找最佳工况。本文使用Ebsilon软件建立了不同布局方式的S-CO₂布雷顿循环,对不同循环的性能进行了对比分析;以再压缩S-CO₂布雷顿循环系统为研究对象,分析了循环最高温度、主压缩机出口压力、压缩机分流系数、各部件效率等对循环效率的影响;使用Ebsilon软件,将不同布局方式的S-CO₂布雷顿循环作为顶部配置（Top Configuration）,将其与有机朗肯循环（ORC）系统或跨临界二氧化碳（T-CO₂）循环系统相结合,建立了不同布局方式的联合循环,并进行了对比。随后研究了ORC透平入口温度、ORC冷凝出口温度、ORC中不同的有机工质、T-CO₂循... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 S-CO_2 布雷顿循环研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 联合循环研究现状
    1.4 课题主要研究内容
第2章 模型构建与验证
    2.1 CO_2 物性
    2.2 模型构建
        2.2.1 不同布局方式的S-CO_2布雷顿循环模型
        2.2.2 不同布局方式的联合循环模型
        2.2.3 数学模型
    2.3 模型验证
        2.3.1 独立循环模型验证
        2.3.2 联合循环模型验证
    2.4 本章小结
第3章 S-CO_2布雷顿循环热力系统分析
    3.1 再压缩S-CO_2布雷顿循环影响因素分析
        3.1.1 主压缩机入口压力对循环的影响
        3.1.2 主压缩机入口温度对循环的影响
        3.1.3 循环最高压力对循环的影响
        3.1.4 循环最高温度对循环的影响
        3.1.5 压缩机分流系数对循环的影响
        3.1.6 部件效率对循环的影响
        3.1.7 回热器性能对循环的影响
    3.2 不同工况下S-CO_2布雷顿循环对比研究
        3.2.1 在工况1 下的各种循环对比研究
        3.2.2 在工况2 下的各种循环对比研究
    3.3 本章小结
第4章 联合循环优化分析
    4.1 不同工况下S-CO_2/ORC联合循环对比研究
        4.1.1 工况1 下不同S-CO_2/ORC联合循环对比研究
        4.1.2 工况2 下不同S-CO_2/ORC联合循环对比研究
    4.2 再压缩S-CO_2/ORC联合循环有机工质对比研究
        4.2.1 不同循环最高压力下有机工质的对比
        4.2.2 不同循环最高温度下有机工质的对比
        4.2.3 不同预冷器1 效能下有机工质的对比
        4.2.4 不同预冷器1 端差下有机工质的对比
        4.2.5 不同透平2 入口温度下有机工质的对比
        4.2.6 不同冷凝出口温度下有机工质的对比
    4.3 再压缩S-CO_2/T-CO_2 联合循环影响因素分析
        4.3.1 不同顶部循环最高温度的影响
        4.3.2 不同顶部循环最高压力的影响
        4.3.3 不同透平2 入口条件的影响
        4.3.4 不同冷凝出口温度的影响
    4.4 本章小结
第5章 基于(火用)分析法确定联合循环最佳工况
    5.1 顶部循环参数变化对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.1.1 循环最高压力对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.1.2 循环最高温度对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.1.3 主压缩机入口温度对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.1.4 预冷器1 性能对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.1.5 压缩机分流系数对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
    5.2 底部循环参数变化对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.2.1 透平2 入口温度对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
        5.2.2 冷凝出口温度对各部件(火用)损和(火用)效率的影响
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界二氧化碳布雷顿发电系统热力循环分析[J]. 赵德材,秦政,刘惠民.  能源与节能. 2018(06)
[2]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)
[3]国家能源局:4月份全社会用电量同比增6.0%[J]. 周长国.  节能与环保. 2017(06)
[4]超临界CO2部分冷却布雷顿循环分析[J]. 方立军,杨雪,张桂英,郭峰,孙立超.  电力科学与工程. 2017(04)
[5]超临界CO2及其混合工质布雷顿循环热力学分析[J]. 郭嘉琪,王坤,朱含慧,何雅玲.  工程热物理学报. 2017(04)
[6]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)
[7]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)
[8]超临界二氧化碳布雷顿循环热力学特性研究[J]. 黄潇立,王俊峰,臧金光.  核动力工程. 2016(03)
[9]超临界CO2发电循环特性分析[J]. 廖吉香,刘兴业,郑群,张海.  热能动力工程. 2016(05)
[10]超临界CO2部分预冷循环特性分析及优化研究[J]. 黄雯婷,赵航,邓清华,丰镇平.  工程热物理学报. 2016(02)

硕士论文
[1]超临界二氧化碳布雷顿循环的设计与分析[D]. 杜智垚.大连理工大学 2017
[2]以超临界CO2为工质的朗肯循环及传热模拟[D]. 向冲.大连理工大学 2011
[3]CO2热力学性质和传输特性的快速计算模型研究[D]. 胡欢.上海交通大学 2008



本文编号：3578577