核能闭式Brayton/氨水联合循环的热力学研究

发布时间：2021-01-08 16:34

　　随着中国经济的高速发展,能源消费总量增长很快,化石能源特别是煤炭的大规模利用,对生态环境造成严重影响。核电作为一种清洁、高效、优质的现代能源,发展核电对优化能源结构、保障国家能源安全具有重要意义。高温气冷堆是一种具有固有安全性的堆型,合理的循环是保证其具有高效率的保证。在核能闭式Brayton循环或氦气/蒸汽联合循环中,预冷器中有大量余热未有效利用,且进入此设备的氦气温度低于150℃,在此温度范围内,利用水作为工质回收利用余热的效率低,而以氨水为工质的Goswami循环和Kalina循环在此温度区间能较好地将低温余热回收利用,将核能闭式Brayton循环和氨水循环组成联合循环来回收低温余热,不仅可以提高电厂效率节约核燃料的消耗,而且可以减轻核电厂的循环水系统的压力,减少热污染,因此具有非常重要的工程意义。本文首先构建核能闭式Brayton/Goswami联合循环以回收闭式Brayton循环预冷器中的余热,并从热力学性能、经济性能的角度对联合循环进行了参数分析、单目标优化及多目标优化。研究结果表明:较低的吸收器压力和环境压力、较高的透平入口压力和温度及基础溶液浓度都有利于提高联合循环系统... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
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英文摘要
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 我国能源利用现状
        1.1.2 我国余热资源
        1.1.3 余热利用原则和方式
    1.2 Kalina循环的研究现状
        1.2.1 Kalina循环特点和优势
    1.3 Goswami循环的研究现状
        1.3.1 Goswami循环特点和优势
    1.4 余热回收系统热力学性能评价指标
    1.5 余热回收系统经济特性评价指标
    1.6 本文主要研究内容及研究意义
2 氨水混合物热力学性质计算
    2.1 氨水混合物热力学性质计算
        2.1.1 氨水混合物吉布斯自由能计算
        2.1.2 氨水混合物各相态热力学性质计算
        2.1.3 氨水混合物泡点露点温度计算
    2.2 氨水混合物热力学性质计算结果验证
3 核能闭式Brayton/Goswami联合循环的热力学研究
    3.1 闭式Brayton/Goswami联合循环系统描述
    3.2 联合循环系统数学模型
        3.2.1 热力学计算模型
        3.2.2 经济性计算模型
        3.2.3 多目标优化函数模型
        3.2.4 模拟计算假设条件
    3.3 参数分析及单目标优化
        3.3.1 夹点温差对系统性能的影响
        3.3.2 吸收器压力对系统性能的影响
        3.3.3 透平入口压力对系统性能的影响
        3.3.4 透平入口温度对系统性能的影响
        3.3.5 基础溶液浓度对系统的影响
        3.3.6 环境温度对系统的影响
        3.3.7 单目标优化结果
    3.4 多目标优化及结果分析
    3.5 本章小结
4 Kalina循环和Goswami循环性能对比分析
    4.1 Kalina和Goswami循环对比分析的提出
    4.2 循环系统描述
    4.3 循环系统数学模型
        4.3.1 Kalina循环和Goswami循环热力学模型
        4.3.2 Kalina循环和Goswami循环经济性模型
        4.3.3 多目标优化函数模型
        4.3.4 模拟计算假设条件
    4.4 参数分析及单目标优化
        4.4.1 透平入口压力对系统性能影响对比
        4.4.2 基础溶液浓度对系统性能影响对比
        4.4.3 热源温度对系统性能影响对比
    4.5 多目标优化结果及分析
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士期间发表的论文
    B. 作者在攻读硕士期间参加的研究项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]2014年世界能源供需浅析[J]. 李莉,王睿.  当代石油石化. 2015(09)
[2]天津市冶金企业余热资源调研及潜力分析[J]. 张宝琴,梁国勋,张永彧.  天津冶金. 2014(S1)
[3]中国核电发展现状研究[J]. 李雪珍.  产业与科技论坛. 2013(16)
[4]《中国的能源政策（2012）》白皮书（上）[J].   有色冶金节能. 2013(01)
[5]余热余压发电浅析[J]. 曲良军.  资源节约与环保. 2012(03)
[6]工业过程余热回收利用技术研究进展[J]. 冯惠生,徐菲菲,刘叶凤,单纯.  化学工业与工程. 2012(01)
[7]余热利用有机物朗肯循环最佳热回收效率分析[J]. 顾伟,翁一武,王玉璋,孙绍芹.  太阳能学报. 2011(05)
[8]我国能源利用现状与对策[J]. 许红星.  中外能源. 2010(01)
[9]钢铁企业余热资源的回收与利用[J]. 蔡九菊,王建军,陈春霞,陆钟武.  钢铁. 2007(06)
[10]低温热能发电的研究现状和发展趋势[J]. 顾伟,翁一武,曹广益,翁史烈.  热能动力工程. 2007(02)

硕士论文
[1]基于多目标的亚临界有机朗肯循环的蒸发和冷凝温度优化[D]. 易甜甜.重庆大学 2014
[2]重力有机工质热功转换系统及改进的氨水联合循环[D]. 漆静.重庆大学 2014



本文编号：2964931