有出口温度限制的热源亚临界有机朗肯循环最佳回热度定量准则的研究

我国的余热资源和可再生能源丰富,但部分余热资源和可再生能源分布比较分散,并存在温度和能量密度均较低的问题。基于传统能源转化技术,利用温度较低的余热资源和能量密度较低的可再生能源进行发电,会降低余热资源和可再生能源的热功转换效率。有机朗肯循环(ORC)系统可以有效利用低温热能进行发电。对于不同温度和形式的热源,采用合适的工质和循环工况,可以提高ORC系统的发电效率。有出口温度限制的热源是一种较为常见的热源形式,在ORC系统中增加回热装置可能会进一步提高热力循环对该类热源的利用效率。因此,文章针对有温度出口限制的热源,建立了亚临界ORC计算分析模型,选取了干流体和等熵流体作为循环工质,以热源回收㶲效率作为ORC系统的循环性能评价指标,系统地比较了不同回热度条件下ORC系统的循环性能。文章系统地分析了回热流程对ORC系统循环性能的影响规律,并将计算结果进行理论关联,首次建立了依据冷源和热源条件直接选取最佳回热度的定量准则。

回热型微型燃气轮机热力性能及CHP系统研究

根据化学燃烧理论和变比热容计算方法,提出了微型燃气轮机回热循环装置性能参数的计算和分析的方法;分析了压气机压比、加热比、燃料发热量以及回热度等参数对装置系统性能的影响,并以60 kW燃气轮机装置为例进行了计算和分析,为微型燃气轮机装置的合理设计选择提供了实用可行的方法和参考依据. 同时,对回热型燃气轮机和热水器组成的热电联供系统进行了计算分析.

CW原表面回热器的芯体内流动与传热数值模拟

为了进一步优化微型燃气轮机中回热器的结构,本文对小燃气轮机CW原表面回热器的芯体结构内的流动与传热规律进行了三维数值模拟。结果表明,当回热器的空气总流量和燃气总流量一定时,回热器芯体内的压损和回热度随着波纹板层数的增多而降低;增大燃气进口面积与空气进口面积比可使回热度增加,空气侧压损增加,燃气侧压损减小。模拟结果为CW原表面回热器的进一步优化设计提供了参考依据。

回热器对HAT循环影响的分析

目前对HAT循环中回热器的理论分析大多采用传热温差法和表征回热器特性的回热度分析的方法。针对这两种不同的分析方法分别进行了计算,比较分析了它们对HAT循环的影响,结果表明,传热温差法更加适合于对HAT循环进行理论分析,但应当注意传热温差的选取。而回热度法更多应用于回热器的设计。

燃气轮机回热循环进一步新析—考虑平均传热温差与流阻的关系

本文考虑了回热器传热温差与流动阻力损失的关系,进一步论证了燃气轮机回热循环的评价准则可采用传热温差代替传统的回热度。研究了典型的主表面式回热器传热温差与流动阻力损失的关系,探讨了考虑平均传热温差与流动阻力损失情况下,新的评价准则与燃气轮机回热循环压比、温比及效率的对应关系。并给出了回热循环效率与最佳压比的解析表达式。结果表明:燃气轮机循环效率、流动阻力损失随着平均传热温差的增大而降低。在新的准则下,燃气轮机最佳压比数值随温比变化不大,其平均值仍约为3。

板翅式回热器在高温气冷堆中的应用特性

根据布雷登循环的特点，选择板翅式回热器应用于高温气冷堆氦气直接透平循环的设计，以清华大学核研院设计的10万千瓦级高温气冷堆示范电站为例，在回热度一定的情况下，分析了回热器的迎风面积变化对换热面积、传热系数、压降以及循环效率的影响。并在一定的迎风面积下，进一步分析了回热度的变化对回热器及循环效率的影响。根据关键参数（迎风面积、压降、回热度、循环效率）之间的相互作用，研究了体积和压降对板翅式回热器设计的约束。研究结果表明，体积紧凑和降低压降这两个主要的约束条件是相互矛盾的。

微型燃气轮机回热器的结构参数对其性能影响的计算分析

分析了一种适用于微型燃气轮机的回热器的结构特点,计算了该回热器的回热度和压损,并分析了各结构参数对其性能的影响规律。在限定回热器体积的情况下,提高回热度和降低压损两者相矛盾,为协调好这两个参数,可在给定燃气轮机其它部件参数的情况下,根据使整机效率最大化的原则优化回热器结构参数,得到尽量高的回热度和尽量小的压损。

气冷堆氦气净化系统改进设计与分析

为防止高温材料的腐蚀,需要通过氦气净化系统对气冷堆回路中各种气体杂质含量进行控制。本文基于高温氧化铜床、室温分子筛床和深冷活性炭床的氧化以及吸附成熟技术,通过比较分析当前各国已有的典型氦气净化回路设计,提出一项改进设计方案。计算结果表明,在保证系统净化效率的前提下,改进设计不增加系统设备,可以明显地降低系统能耗。对回热器回热度的敏感性分析结果表明,回热器回热度并非越高越好。

高温气冷堆复合联合循环特性研究

高温气冷堆具有900~1 000℃的出口温度,其能量转换系统可采用回热循环和联合循环而具有较高的效率。然而,回热循环对回热器回热度的要求较高,而联合循环的反应堆入口温度较低,不利于循环效率的提高。为进一步提高循环效率,本文提出了一种复合联合循环方案,分析了预冷器和回热器对复合循环效率的影响,并与回热和联合循环进行了比较。结果表明,当反应堆出口温度为950℃、回热器回热度为0.95时,不设置预冷器的复合循环效率可达54.2%。随回热器回热度的增大,不设置预冷器时的复合循环与设置预冷器时的效率差由1.7%逐渐减小。比较回热、联合和复合3种循环方案发现,提高透平总的做功能力较减小压气机功耗更有利于效率的提高。当反应堆出口温度为900-1 200℃时,复合循环的最佳效率较回热循环高3.6%-4.0%,较联合循环高1.9%-2.7%;当反应堆入口温度存在限值且高于500-550℃时,复合循环具有最高的效率。

R507与R502理论循环性能分析与比较

一、引言 蒙特利尔议定书修订与逐步替代日程的提前,各种被控制冷剂的替代物的寻找和研究正处于紧锣密鼓之中。在冷冻食品陈列柜及低温冷藏柜中得到成熟应用的R502由于含有CFC-115而归为淘汰之列。本文比较了R507与R502的特性,并通过计算进行两者的循环性能参数比较。此外还从节能角度出发作了两种工质循环过程(?)分析。

ICR循环燃气轮机的仿真研究

采用MATLAB和VC混合编程的方法,建立了不同循环燃气轮机的热力性能仿真模型,并利用该模型对比研究了压比、燃气初温、间冷度、回热度等参数对ICR(间冷-回热)循环比功和效率的影响。研究表明:在给定条件下,合理匹配压比、燃气初温、间冷度和回热度等参数,可使ICR循环的比功和效率均达到最大;与单循环相比,ICR循环的比功增加10.4%,效率增加7.2%。

坦克燃气轮机循环计算和性能分析

本文对分轴式坦克燃气轮机的简单循环和回热循环进行了具体分析,同时用严格的气动热力计算方法,考虑到实际循环的各影响因素进行了较精确的热力循环计算,可获得一整套关于压比、涡轮进口温度、回热度对比功和热效率的关系曲线。因此,将有助于坦克燃气轮机设计人员选择最佳化方案;同时也对现有的航空发动机改造为坦克用燃气轮机提供了方向。计算中,因比热是随温度和燃气成分而变化的,本文采用的变比热是考虑了此两者的影响,因此计算精度较高。最后还分析了环境温度、涡轮进口温度、各部件效率、流动阻力、回热度等因素对简单循环和回热循环的比功和循环效率的影响。

空间堆闭式Brayton循环回热器传热-阻力耦合特性

空间堆Brayton循环动力系统具有能量密度高、寿命长、运行稳定等优点,能满足未来大功率航天器的电力需求。回热器通过回收涡轮排气废热减小堆芯吸热量,是提高闭式Brayton循环性能的关键设备。该文基于Reynolds比拟理论,建立回热器传热和压损关联的空间Brayton循环热力学模型,分析了回热度对循环性能和关键参数的影响,并优化得到了循环最佳方案。结果表明:回热器传热和压损存在内在联系,压损随回热度的增大而增大。当回热度较低时,循环电效率随回热度单调增加;当回热度增加至接近1,压损增加导致涡轮膨胀比下降。闭式Brayton循环电效率先增加后减小,存在最佳回热度0.9548和最大循环电效率30.23%。分析了温比、压比、氦氙工质组分等参数对系统最佳回热度的影响机理。以循环电效率和比功为目标,优化得到循环的理论边界,最佳电效率方案电效率为32.92%,最佳比功方案比功为65.78kJ·kg^(-1)。