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超临界二氧化碳轴流透平冷却系统耦合传热特性数值研究
1
作者 周东 霍文浩 +4 位作者 刘红丹 唐国庆 王亚 文鑫 但光局 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期146-156,共11页
针对某型超临界二氧化碳(S-CO_(2))轴流透平开展了冷却系统设计,通过抽取压缩机后管道中低温S-CO_(2)对干气密封、转轴和壳体进行冷却,以保证干气密封工作温度低于200.0℃。采用耦合传热方法分析了该冷却系统的流动和传热特性,对比了不... 针对某型超临界二氧化碳(S-CO_(2))轴流透平开展了冷却系统设计,通过抽取压缩机后管道中低温S-CO_(2)对干气密封、转轴和壳体进行冷却,以保证干气密封工作温度低于200.0℃。采用耦合传热方法分析了该冷却系统的流动和传热特性,对比了不同冷却方案的干气密封、转轴与壳体等固体域的温度分布。结果表明:采用转轴冷却方案时转轴温度降幅达到220.3℃,干气密封最高温度为229.1℃;进一步引入温度更低流量更大的S-CO_(2)对壳体进行冷却,能抑制透平进口处高温主流的加热作用,转轴温度降幅增加到244.1℃,干气密封最高温度下降到181.2℃,同时S-CO_(2)轴流透平干气密封、壳体和转轴等被冷却部件温度梯度可控。该冷却系统为S-CO_(2)轴流透平的安全可靠运行提供了解决方案。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳轴流透平 冷却系统 传热特性 温度分布
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超临界二氧化碳轴流透平进排气壳体性能影响研究与验证 被引量:1
2
作者 刘红丹 王磊 +4 位作者 周东 但光局 李红智 何丹 邓德见 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期135-145,共11页
透平作为超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环发电系统的核心设备之一,目前缺乏针对机组整体性能的可靠评估与试验验证。针对某S-CO_(2)机组轴流透平不同工况试验测试结果进行了仿真与测试的对比分析,重点讨论了进排气壳体对机组性能的... 透平作为超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环发电系统的核心设备之一,目前缺乏针对机组整体性能的可靠评估与试验验证。针对某S-CO_(2)机组轴流透平不同工况试验测试结果进行了仿真与测试的对比分析,重点讨论了进排气壳体对机组性能的影响。研究结果表明:采用的数值计算方法和综合考虑进排气壳体的计算模型能够较为准确地评估透平不同负荷工况性能;与测试结果相比,效率误差最大为1.77百分点,流量误差最大为5.6%。该透平动叶采取叶冠型式可降低泄漏掺混损失,与普通叶顶间隙型式相比,机组效率提升1.4百分点。有无进排气壳体的仿真结果显示,透平机组(涡轮级+进排气壳体)效率与涡轮级效率相比,最大降低了2.9百分点,主要是由进排气壳体内部的流动损失造成。研究成果为后续S-CO_(2)轴流透平设计与性能研究提供了技术支撑和依据。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 轴流透平 非对称进排气 叶冠 试验测试
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串联式干气密封对超临界二氧化碳轴流透平气动性能的影响 被引量:8
3
作者 杜秋晚 张荻 谢永慧 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4576-4584,共9页
轴流透平叶顶不可避免地存在泄漏问题,严重影响了透平的运行效率与安全,工程上通常在叶顶布置密封结构来降低泄漏流的影响。为了进一步提升叶顶密封性能,该文基于一个1.5级超临界二氧化碳轴流透平,在动叶叶顶布置串联式干气密封,讨论了... 轴流透平叶顶不可避免地存在泄漏问题,严重影响了透平的运行效率与安全,工程上通常在叶顶布置密封结构来降低泄漏流的影响。为了进一步提升叶顶密封性能,该文基于一个1.5级超临界二氧化碳轴流透平,在动叶叶顶布置串联式干气密封,讨论了不同密封间隙下的流动特性和气动性能,并通过热流固耦合方法研究了密封端面变形特性,验证了其可行性。结果表明:串联式干气密封间隙为10mm时,无量纲相对泄漏量仅有2.43×10^(-5),透平效率相对于无泄漏结构仅降低了0.01%。随密封间隙增大,泄漏量增大,透平级内损失增大,效率降低。但在大密封间隙下,串联式干气密封结构相比于单级密封结构性能更突出。各个密封间隙下,密封端面内外径热力耦合轴向变形差均不超过27mm,且变形后透平可以维持较高效率。研究结果表明,超临界二氧化碳轴流透平叶顶布置串联式干气密封可以在保证安全性的前提下有效降低泄漏量,维持较高的气动性能。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 轴流透平 串联式干气密封 气动性能 损失 变形
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基于钠冷快堆的超临界二氧化碳双透平发电系统
4
作者 潘霖霖 杜海鸥 《核安全》 2024年第2期65-71,共7页
超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统具有效率高、对管道腐蚀速率低、可降低电力成本等优点,被认为是钠冷快堆的理想动力转换系统。但也有不足之处,其系统正常运行时的压力较高,导致中间热交换器两侧压差大,极大地降低了安全性,限制了实... 超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统具有效率高、对管道腐蚀速率低、可降低电力成本等优点,被认为是钠冷快堆的理想动力转换系统。但也有不足之处,其系统正常运行时的压力较高,导致中间热交换器两侧压差大,极大地降低了安全性,限制了实际应用,因此本研究在原有系统的基础上进行改进,建立双透平发电循环,目的是在保持高循环效率的同时降低换热器冷流体侧工作压力。本研究对比了相同热功率下不同循环应用双透平发电系统的变化,并对影响效率的具体因素进行了敏感性分析。结果表明,再压缩循环最适配于钠冷快堆双透平发电系统,循环效率最高可达42.99%,其对主压缩机入口参数敏感度最高,其次是分流比和透平入口参数,而对透平分配比的敏感度最低。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 布雷顿循环 钠冷快堆 参数优化 透平
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超临界二氧化碳轴流透平冷却系统流量和温度的影响研究
5
作者 唐国庆 但光局 +2 位作者 霍文浩 孙冬婷 文俊 《风机技术》 2024年第5期39-47,共9页
超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SCO_(2))轴流透平引入外部低温SCO_(2)作为冷却系统冷却气,对干气密封和转子系统进行冷却,确保干气密封运行温度在200℃以内。针对某小功率SCO_(2)轴流透平冷却系统建立了包括冷却流体域... 超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SCO_(2))轴流透平引入外部低温SCO_(2)作为冷却系统冷却气,对干气密封和转子系统进行冷却,确保干气密封运行温度在200℃以内。针对某小功率SCO_(2)轴流透平冷却系统建立了包括冷却流体域、主流流体域和固体域耦合的整机计算模型,对比分析了不同冷却气流量和温度对干气密封和转子系统的冷却效果和透平效率的影响,在此基础上开展了耦合温度场和压力场的透平整机强度计算。结果表明:引入外部低温SCO_(2)能有效冷却干气密封在内的整个转子系统;随着冷却气流量的增加,透平效率和转子系统温度逐渐降低,冷却气流量越小,相同冷却气流量变化引起的效率和温度的变化越大;随着冷却气温度的增加,透平效率基本不变,转子系统温度成线性增加。当冷却气温度为120℃,流量为0.04kg/s时,透平转子系统冷却效果可满足要求,此时干气密封工作温度为194℃。强度评估结果表明:透平整机转子部件最大等效应力536MPa,位于涡轮叶片根部,各零部件应力均小于材料屈服强度,安全裕度最小为1.57,满足长期安全可靠运行需求。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 轴流透平 冷却系统 传热特性 温度分布
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壁面粗糙度对超临界二氧化碳透平性能影响数值研究
6
作者 王磊 霍文浩 +4 位作者 唐国庆 但光局 孙冬婷 李扬 文俊 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期57-66,共10页
针对某型超临界二氧化碳(S-CO_(2))轴流透平,结合不同工况试验测试结果进行了带粗糙度的仿真与测试的对比分析,重点讨论了壁面粗糙度对机组性能的影响。研究结果表明:采用的壁面粗糙度数值计算方法能够较为准确地评估透平不同负荷工况性... 针对某型超临界二氧化碳(S-CO_(2))轴流透平,结合不同工况试验测试结果进行了带粗糙度的仿真与测试的对比分析,重点讨论了壁面粗糙度对机组性能的影响。研究结果表明:采用的壁面粗糙度数值计算方法能够较为准确地评估透平不同负荷工况性能;与测试结果相比,效率误差最大为1.82百分点;壁面粗糙度使得透平整体性能下降,对于本透平开机升功率过程中5个工况,在Ra1.6粗糙度等级下效率最大下降2.8百分点,且涡轮级粗糙度对透平性能影响更加明显;壁面粗糙程度越严重,涡轮级效率下降越大;在非设计工况,粗糙度达到Ra6.3等级时效率最大下降11.6百分点,壁面粗糙度加剧了动叶压力面的流动分离,造成了较大的摩擦损失,严重影响透平性能。研究成果为后续S-CO_(2)透平设计与性能研究提供了技术支撑和依据。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 轴流透平 壁面粗糙度 试验测试
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超临界二氧化碳布雷顿循环的透平旁路启动特性
7
作者 赵德材 王波 张士杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期9161-9170,共10页
针对正在建设中的低碳超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环试验台,为制定试验台启动策略、研究系统启动过程动态特性,采用模块化建模方法建立循环系统的动态模型,设计具体的透平旁路启动控制策略。针对启动过程... 针对正在建设中的低碳超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环试验台,为制定试验台启动策略、研究系统启动过程动态特性,采用模块化建模方法建立循环系统的动态模型,设计具体的透平旁路启动控制策略。针对启动过程中的旁通切换,提出手动切换、自动切换以及考虑冲转的旁通自动切换3种策略。研究表明:采用手动切换时,可以较好的控制加热器出口压力、压缩机流量的波动,但是压缩机进口压力变化较为明显,透平转速控制效果较差;采用自动控制旁路切换则不需要预设切换时的阀门对应开度,同时比较有效地控制压力、流量等参数波动;在考虑透平冲转时,采用自动切换控制,加热器出口压力最大相对变化量约为5.7%,压缩机流量最大相对变化量约为16%。采用提出的考虑冲转的透平旁路自动切换的启动策略,启动过程中参数变化平稳可控,可为后续试验台调试运行提供一定参考。 展开更多
关键词 临界二氧化碳循环 启动策略 旁通切换 透平冲转 仿真模拟
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超临界二氧化碳单级轴流透平变工况特性分析 被引量:6
8
作者 王智 刘亚丽 匡轩毅 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期182-188,共7页
以超临界二氧化碳为工质,设计了质量流量为185 kg/s的单级轴流透平。通过热力气动设计、叶片三维设计及数值模拟,研究了压比、入口总温和转速变化对透平等熵效率、输出功率和质量流量的影响。结果表明:压比的变化对等熵效率的影响最大,... 以超临界二氧化碳为工质,设计了质量流量为185 kg/s的单级轴流透平。通过热力气动设计、叶片三维设计及数值模拟,研究了压比、入口总温和转速变化对透平等熵效率、输出功率和质量流量的影响。结果表明:压比的变化对等熵效率的影响最大,且在同一压比下,入口总压变化对等熵效率的影响大于出口压力变化对等熵效率的影响;转速变化对透平等熵效率的影响次之,入口总温的变化也会影响等熵效率,但影响程度并不大;当入口总压变化±10%(约1.5 MPa)时,输出功率变化±32.65%(3.33 MW),等熵效率变化±3%(2.5%),质量流量变化±14.9%(27.4 kg/s)。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 轴流透平 变工况特性分析 热力设计 数值模拟
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多级轴流超临界二氧化碳透平气动设计及仿真分析 被引量:7
9
作者 应祺煜 诸葛伟林 +4 位作者 张扬军 钱煜平 周东 陶美华 李扬 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第10期164-172,共9页
透平是超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环系统的核心部件,目前主要面临效率低的问题。本文针对1台4级轴流S-CO2透平进行气动设计,并对透平内部流动进行了三维数值模拟分析。结果表明,动叶叶顶间隙泄漏流是影响透平流动和性能的主要因素,... 透平是超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环系统的核心部件,目前主要面临效率低的问题。本文针对1台4级轴流S-CO2透平进行气动设计,并对透平内部流动进行了三维数值模拟分析。结果表明,动叶叶顶间隙泄漏流是影响透平流动和性能的主要因素,泄漏流不仅会与叶片通道主流相互作用,还会影响下一级静叶流动,在入口产生较大攻角,引起静叶叶顶吸力面前缘和压力面喉口部的流动分离,并影响下游动叶叶顶端流动,导致泄漏流强度随级数累积增强,降低透平效率。根据流动仿真分析结果对透平进行了改进设计,使透平效率显著提高,达到84.44%。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 多级轴流透平 气动设计 数值模拟 叶顶泄漏流
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超临界二氧化碳布雷顿循环系统及透平机械研究进展 被引量:39
10
作者 谢永慧 王雨琦 +1 位作者 张荻 施东波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期7276-7286,共11页
超临界二氧化碳具有密度大、黏性小的特征,将其应用于布雷顿循环动力系统中能够使系统结构紧凑、效率高,具有良好的工程应用前景。总结了近年来国内外针对超临界二氧化碳布雷顿循环系统及透平机械的研究进展及相应成果。首先介绍超临界... 超临界二氧化碳具有密度大、黏性小的特征,将其应用于布雷顿循环动力系统中能够使系统结构紧凑、效率高,具有良好的工程应用前景。总结了近年来国内外针对超临界二氧化碳布雷顿循环系统及透平机械的研究进展及相应成果。首先介绍超临界二氧化碳工质的特性及布雷顿循环的优势,其次介绍各研究机构针对超临界二氧化碳布雷顿循环的研究以及已完成的布雷顿循环实验系统。此外,进一步总结了国内外超临界二氧化碳布雷顿循环透平机械即透平和压缩机的设计方法、数值分析及实验研究情况,涵盖了千瓦级至兆瓦级等各种功率等级。为我国超临界二氧化碳布雷顿循环系统及透平机械的研究提供参考。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 布雷顿循环 透平 压缩机
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超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究 被引量:2
11
作者 赵攀 温玉聪 +4 位作者 娄聚伟 杨培军 周林 张瑜 王江峰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期83-94,共12页
为了适应兆瓦级超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环系统的需求,本文在1 MW功率等级SCO_(2)向心透平设计基础上,通过雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)的方法开展了透平流道内流动的三维数值模拟,分析了透平的变工况性能,研究了叶顶间隙... 为了适应兆瓦级超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环系统的需求,本文在1 MW功率等级SCO_(2)向心透平设计基础上,通过雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)的方法开展了透平流道内流动的三维数值模拟,分析了透平的变工况性能,研究了叶顶间隙的大小对流动效率的影响规律。基于热流固耦合方法,根据数值模拟结果与透平叶轮的实际运行条件,施加相应热载荷与气动载荷,并考虑到轮背泄漏流引起的轴向推力,开展了透平动叶轮的运行安全性分析。结果表明:设计工况下透平的等熵效率达到83.53%,输出功率达到1188.57 kW,所设计的透平具有良好的变工况性能;采用TC4钛合金制造的透平叶轮的最大总形变为0.570 mm,其中最大轴向形变为0.303 mm,叶轮结构的内部应力远小于材料的屈服强度。本文的工作可为未来兆瓦级SCO_(2)布雷顿循环系统的透平研制提供基础数据与理论支撑。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 向心透平 热流固耦合方法
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超临界二氧化碳向心透平研究进展 被引量:2
12
作者 李红 廖鹏飞 何青 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期21-28,共8页
向心透平是超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统的核心设备,其性能的优劣对系统整体性能具有直接影响。首先从理论研究角度总结了国内外S-CO_(2)向心透平的损失模型、落后角模型、一维优化设计方法和气动性能的研究情况,然后从实验研... 向心透平是超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统的核心设备,其性能的优劣对系统整体性能具有直接影响。首先从理论研究角度总结了国内外S-CO_(2)向心透平的损失模型、落后角模型、一维优化设计方法和气动性能的研究情况,然后从实验研究角度总结了美国、韩国、日本、中国等国家S-CO_(2)向心透平设备的相关研究进展。研究结果可为S-CO_(2)向心透平的设计研发提供参考。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 向心透平 损失模型 落后角模型 实验研究
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部分进气超临界二氧化碳向心透平气动性能研究 被引量:22
13
作者 王雨琦 施东波 +1 位作者 张荻 谢永慧 《热力透平》 2016年第3期184-188,195,共6页
基于给定的热力参数,设计了1台超临界二氧化碳向心透平,功率为75kW,部分进气度为0.3,并采用六面体结构化网格、有限体积法和RNGk-ε双方程湍流模型对该透平进行了详细的流场分析。结果表明,所设计的部分进气超临界二氧化碳向心透平输出... 基于给定的热力参数,设计了1台超临界二氧化碳向心透平,功率为75kW,部分进气度为0.3,并采用六面体结构化网格、有限体积法和RNGk-ε双方程湍流模型对该透平进行了详细的流场分析。结果表明,所设计的部分进气超临界二氧化碳向心透平输出功率达到73.25kW,效率为66.27%,基本满足设计要求。喷嘴及动叶流道的压力、温度及马赫数分布合理,表明设计方案可行。靠近喷嘴堵塞弧段壁面及动叶非进气弧段流动紊乱,旋涡多,熵增较大,存在明显的部分进气损失。 展开更多
关键词 向心透平 部分进气 热力设计 数值模拟 临界二氧化碳
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部分进气超临界二氧化碳透平非定常流动研究 被引量:5
14
作者 王雨琦 张荻 谢永慧 《热力透平》 2018年第1期47-52,共6页
超临界二氧化碳是微型动力循环中的重要工质,其较高的密度能够使透平机械结构紧凑。在部分进气工况下,可以通过增大向心透平叶高,在流量减小时减少其流动损失。基于1台部分进气度为0.3,功率为75kW级的超临界二氧化碳向心透平,在ANSYS-CF... 超临界二氧化碳是微型动力循环中的重要工质,其较高的密度能够使透平机械结构紧凑。在部分进气工况下,可以通过增大向心透平叶高,在流量减小时减少其流动损失。基于1台部分进气度为0.3,功率为75kW级的超临界二氧化碳向心透平,在ANSYS-CFX中进行了详细的非定常流动特性分析。数值计算采用六面体网格、有限体积法及RNGk-ε湍流模型,在一个旋转周期内得到了不同时间步时整个流体域的流线、温度、压力以及单个叶片表面的压力分布,以说明部分进气工况的非定常流动特性,同时,计算了这一透平动叶受到的气流激振力并分析了其频率构成。研究成果能够为部分进气超临界二氧化碳透平的气动设计及强度分析提供依据。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 向心透平 部分进气 非定常流动
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基于Gauss过程回归的超临界二氧化碳透平设计-优化方法 被引量:9
15
作者 施东波 刘天源 +1 位作者 谢永慧 张荻 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期876-883,892,共9页
针对传统超临界二氧化碳(S-CO2)透平设计方法精准度差、设计及优化周期长的问题,基于一元流动理论建立了快速的S-CO2向心透平热力设计方法,结合高精度的三维气动分析方法,提出了一种基于Gauss过程回归的设计-优化方法,利用热力设计以及G... 针对传统超临界二氧化碳(S-CO2)透平设计方法精准度差、设计及优化周期长的问题,基于一元流动理论建立了快速的S-CO2向心透平热力设计方法,结合高精度的三维气动分析方法,提出了一种基于Gauss过程回归的设计-优化方法,利用热力设计以及Gauss过程回归预估透平气动设计的真实效率,并在模拟退火过程中检验设计结果的有效性,通过S-CO2透平的设计及优化算例证明了该方法的高效性。结果表明:透平等熵效率从初始设计方案的83.68%提升至最优设计方案的91.20%,对于传统的气动设计及模拟退火方法需要120次的气动分析,而该方法仅需24次气动分析,大幅缩短了设计-优化时间,具有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 透平 热力设计 气动分析 Gauss过程回归
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超临界二氧化碳动力循环研究进展及展望 被引量:49
16
作者 徐进良 刘超 +2 位作者 孙恩慧 朱兵国 谢剑 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第10期1-10,共10页
超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环具有效率高、系统紧凑及灵活性高等优点,未来可取代或部分取代水蒸气朗肯循环,实现高效热功转换。本文从能量传递转换机理、关键部件研发以及系统设计等角度,总结了国内外研究进展。已有研究表明,目前已... 超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环具有效率高、系统紧凑及灵活性高等优点,未来可取代或部分取代水蒸气朗肯循环,实现高效热功转换。本文从能量传递转换机理、关键部件研发以及系统设计等角度,总结了国内外研究进展。已有研究表明,目前已成功展示小型径流式透平S-CO2循环系统,但CO2泄漏等导致系统性能降低,大型轴流式透平系统可能不会出现小型系统类似问题。综述了我国在S-CO2循环方面的研究进展。围绕大型S-CO2燃煤发电系统能量传递转换机理及系统概念设计,提出了锅炉模块化设计,将锅炉压降降低到与水蒸气锅炉相当甚至更低的水平;提出了顶/底复合循环,彻底解决了锅炉烟气热量全温区吸收问题。建立了高温高压CO2传热实验系统,获得了宽广参数范围内的实验数据,引入超临界类沸腾概念并提出超临界沸腾数及K数,获得了高精度预测超临界传热恶化及传热系数的广义关联式,提出了控制壁温的S-CO2锅炉概念设计等。在此基础上,提出了需加强的研究方向,包括适合不同热源(核能、太阳能、化石能源)的S-CO2循环构建,回热器、压气机及透平等关键部件设计及制造技术,关键部件及全系统的控制运行技术,以及不同功率等级的S-CO2循环的示范系统等,为S-CO2发电的商业应用奠定理论和技术基础。 展开更多
关键词 临界二氧化碳循环 热功转换 回热器 透平 控制运行
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超临界二氧化碳透平机械用气体轴承的研究进展及关键技术 被引量:7
17
作者 车国铚 杨启超 +1 位作者 魏志国 高志成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期5616-5629,共14页
气体轴承可应用于超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO)布雷顿循环透平机械(压缩机、涡轮机)中,以适应高转速并提高旋转机械运行的稳定性。文中总结了国内外对S-CO透平机械所用气体轴承的研究现状,介绍应用于S-CO透平机... 气体轴承可应用于超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO)布雷顿循环透平机械(压缩机、涡轮机)中,以适应高转速并提高旋转机械运行的稳定性。文中总结了国内外对S-CO透平机械所用气体轴承的研究现状,介绍应用于S-CO透平机械中气体轴承的类型以及应用特点、理论分析和实验研究情况,为我国S-CO透平机械所用气体轴承的研究提供参考。此外,进一步总结今后S-CO透平机械气体轴承研究和应用需重点关注的问题,主要包括S-CO实际气体雷诺方程修正、止推气体轴承载力问题、径向轴承动态特性问题、风阻损耗计算问题、箔片轴承的热问题以及耐高温固体涂层问题等。对S-CO透平机械气体轴承的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 透平机械 气体轴承 关键技术 发展现状
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多级轴流超临界二氧化碳压气机气动性能研究 被引量:1
18
作者 李金星 王雨琦 +1 位作者 景祺 谢永慧 《热力透平》 2019年第2期83-88,95,共7页
二氧化碳作为动力循环工质可获得更高的循环效率和部件紧凑性,应用前景广阔。基于给定参数设计了1台4级轴流式超临界二氧化碳(SCO2)压气机,通过划分六面体网格,采用有限体积法及SSTk-ω湍流模型对其气动性能进行了详细分析,并对叶顶间... 二氧化碳作为动力循环工质可获得更高的循环效率和部件紧凑性,应用前景广阔。基于给定参数设计了1台4级轴流式超临界二氧化碳(SCO2)压气机,通过划分六面体网格,采用有限体积法及SSTk-ω湍流模型对其气动性能进行了详细分析,并对叶顶间隙的影响规律进行了研究。研究表明,由于流动加速和引射作用,叶顶间隙泄漏流造成了叶尖吸力侧流体温度和压力的下降,因此该区域可能会发生冷凝现象,并且叶顶间隙的增大进一步降低了该区域的参数,将会导致级效率和压比的降低。研究成果可为SCO2压气机设计提供参考。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 轴流压气机 热力设计 叶顶间隙
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超临界二氧化碳循环发电技术研究进展 被引量:4
19
作者 刘光奎 梁奎 +2 位作者 闫凯 王硕 郝维勋 《中国特种设备安全》 2022年第3期75-78,共4页
超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环系统发电效率比同参数蒸汽循环高3%~5%,是未来面向与可再生能源共存的化石燃料发电领域重要发展方向.本文从S-CO_(2)循环发电系统产业现状和关键问题等角度,总结了国内外研究进展.有研究表明,通过锅炉模块... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环系统发电效率比同参数蒸汽循环高3%~5%,是未来面向与可再生能源共存的化石燃料发电领域重要发展方向.本文从S-CO_(2)循环发电系统产业现状和关键问题等角度,总结了国内外研究进展.有研究表明,通过锅炉模块化设计可将锅炉压降降低到与水蒸气锅炉相当甚至更低的水平,而且复合循环可解决锅炉余热利用问题.在此基础上,不同功率等级的S-CO_(2)循环示范系统为S-CO_(2)锅炉质量评价技术体系研究奠定理论和技术基础. 展开更多
关键词 临界二氧化碳 布雷顿循环 传热特性 透平 腐蚀
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多种载荷下超临界二氧化碳向心透平变形及应力研究 被引量:1
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作者 冯永志 姜东坡 +3 位作者 李翔宇 杜秋晚 单维佶 谢永慧 《燃气轮机技术》 2020年第4期1-6,43,共7页
基于超临界二氧化碳(SCO2)工质的动力循环系统是目前先进动力系统的研究热点和发展方向,向心透平作为SCO2动力循环中的核心部件,其运行的安全性至关重要。本文采用热流固耦合分析方法,对一SCO2向心透平叶轮进行了强度特性分析,得到了多... 基于超临界二氧化碳(SCO2)工质的动力循环系统是目前先进动力系统的研究热点和发展方向,向心透平作为SCO2动力循环中的核心部件,其运行的安全性至关重要。本文采用热流固耦合分析方法,对一SCO2向心透平叶轮进行了强度特性分析,得到了多种载荷对于叶轮变形和应力分布的影响。结果表明:温度载荷对于变形大小占据主导地位,气动载荷及离心力载荷对变形影响较小,全部载荷工况下叶轮最大总位移为2.421 mm,位于叶轮轮盘外径处;离心力载荷对等效应力贡献最大,温度载荷导致叶轮叶片根部前缘圆角处的应力集中,气动载荷对叶轮等效应力贡献较小,全部载荷工况下叶轮最大等效应力为267.91 MPa,位于叶轮轮背向凸台段过渡圆弧处。 展开更多
关键词 临界二氧化碳 热流固耦合方法 向心透平 变形 应力
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