内燃机-有机朗肯循环联合循环动力系统技术经济性能分析

提出一套内燃机-有机朗肯循环系统方案,该方案的有机朗肯循环(ORC)子系统蒸发器布置在内燃机(ICE)排烟系统采集热量,其输出动力通过齿轮传动机构与ICE同轴输出.该系统可利用原有动力传输子系统启动ORC子系统,ORC子系统稳定运行后又可向其输出动力.以CAT3516CDITA ICE为例,进行ICE-ORC系统技术经济性能分析,结果表明,标定负荷条件下,该系统总热效率较现有ICE系统可提高7.8%,而ORC子系统的投资回收期仅为9.3,kh.分析表明,ORC子系统蒸发器平均温差降低或者燃料价格提高,均有利于改善ORC子系统技术经济性能;当ICE负荷高于90%或ORC子系统透平等熵效率高于65%,该系统具有技术经济性能优势.

基于金属燃料的SOFC/氦氙布雷顿双闭式循环联合动力系统优化设计

为提高无空气推进闭式动力装置的热效率和续航能力,建立了一种基于金属铝水反应的固体氧化物燃料电池(SOFC)/氦氙布雷顿双闭式循环联合动力系统。首先建立了该系统的数学模型,将系统输出功率设计为100kW,对系统主要参数进行了敏感性分析,分析结果表明:影响系统工况性能的主要参数包括SOFC的工作温度、工作压力和布雷顿循环压气机压比;在固定系统输出量级的情况下,提高SOFC的工作温度与压力增加了其工作效率和功率分担比,对SOFC的增益影响大于对布雷顿循环的增益;压气机压比的变化影响了布雷顿循环的功率分担比,对SOFC效率也呈现先升高后下降的影响趋势,总体看来,压气机压比对布雷顿循环功率分担比的提高存在一个峰值。采用遗传算法对该系统的工作参数进行优化设计,优化设计后,系统总效率较原型设计提高了2.53%,(火用)效率较原型设计提高了2.55%,有效提升了系统的热效率。