超臨界二氧化碳布雷頓再壓縮循環(huán)具有工質(zhì)清潔,效率高,能量密度大,設(shè)備體積小等優(yōu)點(diǎn),在核反應(yīng)堆、燃煤聯(lián)合循環(huán)等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景,是近幾年研究的熱門課題。在各種改進(jìn)的超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)中,超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)被認(rèn)為是一種能夠有效解決回?zé)崞鲓A點(diǎn)問題的高效率循環(huán)。本文主要針對(duì)現(xiàn)有參數(shù)分析中缺乏全局參數(shù)對(duì)于循環(huán)的綜合影響的問題,從全局優(yōu)化的觀點(diǎn)對(duì)再壓縮循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了總體優(yōu)化,并在全局優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)再壓縮循環(huán)中換熱系統(tǒng)中的超臨界二氧化碳在不同流道內(nèi)換熱參數(shù)進(jìn)行了研究。首先,本文對(duì)超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)進(jìn)行了基于Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù)方法的循環(huán)參數(shù)敏感性分析。分析結(jié)果表明循環(huán)中的最大壓力和透平膨脹機(jī)效率的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最高,是高敏感性的影響參數(shù),對(duì)效率的影響程度較大。而其他參數(shù)的敏感性相對(duì)較低,相關(guān)系數(shù)均在0.3以下,由大到小依次為再壓縮壓縮機(jī)效率,分流比,主壓縮機(jī)效率和總壓力損失。該分析結(jié)果為確定提高超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)效率所需優(yōu)先采用的方法奠定了理論基礎(chǔ)。為了克服現(xiàn)有循環(huán)參數(shù)優(yōu)化局限于參數(shù)關(guān)系而缺乏對(duì)整體參數(shù)之間的互相影響分析的問題,本文提出了基于全局優(yōu)化的再壓縮布雷頓循環(huán)的優(yōu)化方法。優(yōu)化結(jié)果顯示,任一超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)系統(tǒng)都存在最佳的循環(huán)最大壓力和循環(huán)分流比,使得循環(huán)的整體效率達(dá)到最大值;利用該優(yōu)化方法,可以得出不同工況條件下,最佳循環(huán)運(yùn)行工況下的再壓縮循環(huán)參數(shù)組合。為了避免參數(shù)優(yōu)化過程中的繁瑣計(jì)算,本文在全局優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)參數(shù)特性,將其分為設(shè)計(jì)參數(shù)和非設(shè)計(jì)參數(shù),通過對(duì)優(yōu)化數(shù)據(jù)的分析處理,得出了最佳循環(huán)效率、最佳無量綱壓比、最佳分流比的優(yōu)化準(zhǔn)則數(shù),從而為工程實(shí)踐最佳循環(huán)工況下的參數(shù)計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)。最后,本文針對(duì)超臨界二氧化碳的特殊換熱性能也做出了研究,對(duì)普通的圓管流道基礎(chǔ)上改變其進(jìn)出口的比例形成的變流道圓管和普通圓管中超臨界二氧化碳的流動(dòng)傳熱性能進(jìn)行了計(jì)算分析。在不同的工況下,本文對(duì)普通流道和變流道下超臨界二氧化碳的流動(dòng)傳熱進(jìn)行了模擬分析,結(jié)果表明,當(dāng)重力方向與流動(dòng)方向相反時(shí),普通流道和變流道的壓力損失較大,而重力方向與流動(dòng)方向相同時(shí),普通流道和變流道的壓力損失較小,重力方向改變會(huì)引起出口平均溫度的細(xì)微變化。在相同的運(yùn)行條件下下,變流道圓管的出口溫度要高于普通圓管流道,壓力損失比普通圓管流道更小,具有更加好的傳熱性能,將變流道應(yīng)用于超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)中,相較于普通流道帶來的出口溫度提升,對(duì)于提高循環(huán)效率是有益的。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124
【部分圖文】：

?第２章ＳＣ０２再壓縮布雷頓循環(huán)參數(shù)研究???第２章ＳＣ０２再壓縮布雷頓循環(huán)參數(shù)研究??本章主要對(duì)超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)進(jìn)行了熱力學(xué)分析，研宄了最??大壓力、分流比、壓力損失、透平機(jī)械效率、熱源溫度等系統(tǒng)參數(shù)對(duì)循環(huán)效率的??影響。為了研宄系統(tǒng)參數(shù)對(duì)于循環(huán)的影響程度，本章首先通過熱力學(xué)分析對(duì)循環(huán)??系統(tǒng)進(jìn)行建模及驗(yàn)證，米用了?ｓｐｅａｒｍａｎ相關(guān)系數(shù)對(duì)以循環(huán)效率為目標(biāo)函數(shù)的參??數(shù)敏感性進(jìn)行了分析，然后對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)于整體循環(huán)效率的影響趨勢(shì)進(jìn)行了計(jì)算??和對(duì)比分析。??２．１?ＳＣ〇２再壓縮循環(huán)??「￣￣ＰＲＥ－ＯＯＬＥＲ，＇??

運(yùn)行次數(shù)??圖２．２參數(shù)敏感性分析??中展示了十次敏感性參數(shù)程序運(yùn)行計(jì)算的結(jié)果。從圖中可以性參數(shù)程序計(jì)算出的結(jié)果在小范圍內(nèi)有一定的誤差波動(dòng)，但察到各個(gè)參數(shù)之間的敏感性高低。循環(huán)中的最大壓力和透平數(shù)絕對(duì)值最高，是高敏感性的影響參數(shù)，對(duì)效率的影響程度敏感性相對(duì)較低，相關(guān)系數(shù)均在０．３以下，由大到小依次為分流比，主壓縮機(jī)效率和總壓力損失。該分析結(jié)果為確定提壓縮布雷頓循環(huán)效率所需優(yōu)先采用的方法給出了理論參考。??對(duì)循環(huán)效率的影響??小節(jié)主要分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)于循環(huán)效率的敏感程度，本小節(jié)流比，回?zé)崞鳒夭�，最大壓力損失這些單個(gè)參數(shù)對(duì)循環(huán)效率

０?１?２３４５６７８９?１０?１１??運(yùn)行次數(shù)??圖２．２參數(shù)敏感性分析??上圖中展示了十次敏感性參數(shù)程序運(yùn)行計(jì)算的結(jié)果。從圖中可以看出，多次??運(yùn)行敏感性參數(shù)程序計(jì)算出的結(jié)果在小范圍內(nèi)有一定的誤差波動(dòng)，但是仍然能夠??清晰的觀察到各個(gè)參數(shù)之間的敏感性高低。循環(huán)中的最大壓力和透平膨脹機(jī)效率??的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最高，是高敏感性的影響參數(shù)，對(duì)效率的影響程度較大。而其??他參數(shù)的敏感性相對(duì)較低，相關(guān)系數(shù)均在０．３以下，由大到小依次為再壓縮壓縮??機(jī)效率，分流比，主壓縮機(jī)效率和總壓力損失。該分析結(jié)果為確定提高超臨界二??氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)效率所需優(yōu)先采用的方法給出了理論參考。??２．５參數(shù)對(duì)循環(huán)效率的影響??上一小節(jié)主要分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)于循環(huán)效率的敏感程度，本小節(jié)將針對(duì)最大??壓力，分流比，回?zé)崞鳒夭睿畲髩毫p失這些單個(gè)參數(shù)對(duì)循環(huán)效率的影響趨勢(shì)??做出計(jì)算分析。??２．
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 高立本;沈健;;高溫氣冷堆的發(fā)展與前景[J];中國核工業(yè);2016年10期

2 段承杰;王捷;楊小勇;;反應(yīng)堆超臨界CO_2 Brayton循環(huán)特性[J];原子能科學(xué)技術(shù);2010年11期

本文編號(hào)：2851310