耦合太阳能辅热的AA-CAES系统参数分析

为提高传统先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统性能,在原系统上耦合了太阳能辅热子系统,并对耦合太阳能辅热的AA-CAES系统性能进行了研究。结果表明:在相同压缩机级数下,冷罐和热罐温度均随膨胀机级数的增加缓慢升高;在相同膨胀机级数下,冷罐和热罐温度随压缩机级数的增加逐渐降低;当压缩机与膨胀机级数相等时,系统储能效率、储能密度和耦合储能效率均比二者级数不等时更高;随着换热器效能的提高,系统冷罐和热罐温度升高、膨胀功和压缩功增大,而系统储能效率和耦合储能效率先提高后降低。     

高压共轨柴油机高海拔增压匹配的试验研究

基于柴油机高海拔模拟试验系统,对高压共轨柴油机不同海拔动力性和经济性、压气机特性、压气机与柴油机联合运行线进行了研究.结果表明:随着海拔的升高,涡轮膨胀比及膨胀功均降低,压气机压比及效率逐渐下降,增压迟滞更加明显;废气放气阀开启时刻对应的柴油机转速升高,柴油机动力性及经济性下降.相同海拔下,压气机压比及效率在柴油机中低转速下随转速增加较快,在高转速时变化趋于平缓.此外,在海拔0～5 500 m,压气机与柴油机匹配良好,柴油机最大转矩工况点均位于压气机最高效率区.     

开式燃气轮机中冷回热再热循环功率和效率优化

建立了开式燃气轮机中冷回热再热（ICRR）循环有限时间热力学模型,导出了循环功率和效率解析式,优化了气流沿通流部分的压降（或低压压气机进口空气质量流率）和中间压比,得到最大功率;并在给定燃油流率的情况下,优化了气流沿通流部分的压降和中间压比,得到最大热效率,进一步在给定低压压气机进口和动力涡轮出口总面积的情况下,优化两者面积分配比,得到双重最大热效率.     

机电复合柔性增压系统对柴油机性能影响的研究

为解决传统涡轮增压发动机低转速增压不足和高转速排气能量未得到充分利用的问题,提出了可实现压气机和涡轮解耦的机电复合柔性增压系统.针对某重型柴油机建立了机电复合柔性增压系统仿真模型,计算分析了该系统对柴油机性能的影响规律及关键因素.研究表明:该系统在中高转速工况系统综合效率最高可提升2.66％,原因主要在于涡轮发电系统回收利用了废气能量;通过控制涡轮转速可实现全工况最佳涡轮效率,优化后涡轮效率最高可提升1.2％;提高电动压气机功率能显著提升柴油机低速转矩,1 100 r/min工况下转矩最大可提升24％,且系统综合效率和燃油消耗率均得到改善.     

增压器气动噪声特性及贡献度的数值分析

基于数值计算方法,研究了船用低速柴油机增压器气动噪声特性,并分析了压气机和涡轮对增压器气动噪声的贡献度。首先分别建立了压气机和涡轮的数值模型,计算了增压器设计工况下二者的非定常流场,并获取了用于噪声计算的声源信息;进一步采用声学边界元方法计算了压气机和涡轮的气动噪声。结果表明:压气机和涡轮气动噪声谱成分均为离散单音噪声和宽频噪声,噪声峰值依赖于叶轮叶片数;压气机气动噪声声压级明显高于涡轮气动噪声,是增压器主要噪声源。     

两级可调增压系统变海拔适应性研究

在D6114柴油机原机模型校核的基础上,建立两级可调增压系统仿真计算模型。通过对压气机图谱的高原修正和高压级涡轮旁通阀门的控制,进行两级可调增压系统的变海拔适应性计算研究。研究结果表明:柴油机通过采用两级可调增压系统可以实现海拔3000m和4500m的功率恢复目标;高压级涡轮旁通阀门需要采用不同的开度来适应不同海拔高度和不同转速工况,阀门开度的调节幅度会随着海拔的升高和转速的减小而越小;采用两级可调增压系统及相应的阀门控制策略可以固定最大扭矩和最低燃油消耗率所对应的转速。     

高效的燃气轮发电机组

据《ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＷｏｒｌｄ》2 0 0 2年 3- 4月号报道 ,荷兰ＳｃｈｅｌｄｅＨｅｒｏｎＢＶ研制了Ｈ - 1型燃气轮机。简化的水对空气中间冷却器能够降低燃气轮机压气机各段之间工作流体温度 ,并增加了通过压气机的质量流量和减少压气机耗功。做成一体的回热器在基本负荷电力生产时提供 4 3%热效率。以两个独立的燃烧室部分运行 ,在上游燃烧室内点燃的燃料驱动燃气发生器涡轮 ,离开该涡轮的热燃气 ,在进入动力涡轮前在第二个燃烧部分内再热 ,联合的顺序燃烧驱动动力涡轮。ＨｅｒｏｎＨ - 1型燃气轮机是一台两轴中间冷间回热式燃气轮…     

车载高压氢气分级充注系统的设计与模拟

研究单级氢气充注时,氢气充注速率、初始温度和压力对氢气终了温度的影响。通过调用NIST REFPROP 中标准氢状态方程,模拟氢气在充注过程温度、压力、充注率等参数的变化。设计和模拟两级和三级氢气充注系统。结果表明：多级充注时,存在最佳的中间压力,使得充灌终了氢气温度最低,且增加级数可降低终了氢气温度。最后,对多级充注系统的能耗进行分析,结果表明随着级数的增加,系统的总能耗降低。     

多级涡轮三维气动优化设计的可行性分析与实现

多级涡轮三维气动优化设计由于计算量大、计算时间长、变量样本空间过于庞大,在实践中往往设计周期长,且难以有效实现.随着计算机硬件和计算软件的发展,计算能力已经大为改善,多种设计方法亦实现了有效融合.大力开展多级涡轮三维气动优化设计研究,将传统设计方法与现代自动优化设计方法相结合是解决前述困难,实现多级涡轮优化设计的一个有效途径.文中分析了将准三维设计和多级局部优化联合实现多级涡轮三维设计的可行性,给出了一个多级涡轮气动优化设计流程.准三维设计主要是S2流面正问题计算,通过准三维设计进行初步设计,初步提高性能,确定总体参数,为下一步的优化设计打下基础.然后采用多级局部优化设计,多级局部优化过程使用Numeca/design 3D软件,优化联合采用人工神经网络和遗传算法,通过提高局部性能来提高总体性能.流场计算采用全三维粘性流N-S方程求解,并以一个3级涡轮和一个4级涡轮为例,说明此方法的可行性.     

回热型SCO2布雷顿循环及压气机设计

为了解决船舶、飞行器等动力装置的持续供电问题，选定超临界二氧化碳(SCO₂)布雷顿循环作为动力来源。用Aspen plus软件对简单型、回热型和再压缩型SCO₂布雷顿循环进行分析，根据设计工况下循环的热效率和功率以及循环系统的重量，最终选择回热型SCO₂布雷顿循环作为动力装置的供电循环。对回热循环进行分析，分析结果表明：在回热循环中随着压气机、涡轮效率增大，循环的热效率和循环功率也增大。压气机出口压力对循环热效率的影响可以近似为线性，涡轮入口温度对循环热效率几乎没有影响。换热器温度对效率的影响大于压力对效率的影响并且换热器对循环功率几乎没有影响。在确定回热循环压气机工况参数后，利用Concepts NREC COMPAL软件和CFX软件分别对回热循环的压气机进行了一维设计和三维计算，设计出了等熵效率能够达到90.53%的单级离心压气机。     

中间再热式汽轮机理想循环热效率定义方法的改进

针对常规的汽轮机理想循环热效率受到汽轮机本体相对内效率的影响而不能准确反映汽轮机回热系统运行热经济性的问题，对汽轮机理想循环热效率定义方法进行了改进，并对改进后的汽轮机理想循环热效率进行了分析。指出改进后的汽轮机理想循环热效率不仅能准确反映汽轮机回热系统运行经济性的变化，而且不受汽轮机本体相对内效率的影响，从而更适合于对汽轮机的热经济性进行诊断。     

BEST系统与常规系统的对比研究

为研究BEST系统和常规热力系统的区别,基于某超超临界1 000 MW二次再热机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整热力系统模型,然后从焓升分配,回热级数选择,再热压力优化,小汽轮机效率的影响等几个方面对比两种系统的异同点,并从热力学角度对其加以解释和说明。结果显示BEST系统的焓升分配更为均匀,回热级数选择需要考虑给水泵功率需求,最佳再热压力相对于常规系统压力更高,对小汽轮机效率的敏感性只有常规系统的一半。     

基于改进等效热降法的汽轮机热力系统热经济性诊断方法研究

为了挖掘汽轮机热力系统的节能潜力,必须研究提高汽轮机热力系统热经济性诊断精度的技术措施.针对常规理想循环热效率定义方法存在的问题,提出了一种适用于中间再热机组的理想循环热效率定义方法.同时,通过引入吸热系数的概念,建立了一种新的汽轮机各经济指标之间的关系式,以便于分析热力系统某因素变化对理想循环热效率及吸热系数影响的计算.然后,基于改进的理想循环热效率,对常规的等效热降法进行了改进,提出了理想等效热降法的概念及其计算方法.最后,基于改进的等效热降法,对某300MW汽轮机热力系统进行了经济性诊断,证明了本改进方法的有效性.     

火电机组热力系统给水焓升最佳分配方法

基于矩阵法对火电机组热力系统的给水焓升分配问题进行了分析。运用矩阵热平衡方程式推导出了抽汽率的矩阵表达式,并代入汽轮机做功方程和热耗量计算式中,得到了完全与电厂热力系统中各节点参数有关的汽轮机效率的矩阵表达式。以该效率表达式为目标函数,根据相应的约束条件对某300MW火电机组热力系统的给水焓升分配进行了优化。该优化方法能够直观解释给水焓升分配的原理,同时算例分析表明该方法有效可行,可针对不同机组的特点对其热力系统给水焓升进行最佳分配。     

超超临界二次再热660 MW汽轮机的总体设计

文章对公司超超临界二次再热660 MW汽轮机的总体设计特点进行了介绍,包括机组热力系统、本体结构、辅助系统和机组的启动运行等。经过详细计算和论证,以及机组的实际投运情况,证明了公司二次再热660 MW机组是安全和高效的。     

Off-design performance analysis of a closed-cycle ocean thermal energy conversion system with solar thermal preheating and superheating

This article reports the off-design performance analysis of a closed-cycle ocean thermal energy conversion (OTEC) system when a solar thermal collector is integrated as an add-on preheater or superheater. Design-point analysis of a simple OTEC system was numerically conducted to generate a gross power of 100 kW, representing a base OTEC system. In order to improve the power output of the OTEC system, two ways of utilizing solar energy are considered in this study: (1) preheating of surface seawater to increase its input temperature to the cycle and (2) direct superheating of the working fluid before it enters a turbine. Obtained results reveal that both preheating and superheating cases increase the net power generation by 20–25% from the design-point. However, the preheating case demands immense heat load on the solar collector due to the huge thermal mass of the seawater, being less efficient thermodynamically. The superheating case increases the thermal efficiency of the system from 1.9% to around 3%, about a 60% improvement, suggesting that this should be a better approach in improving the OTEC system. This research provides thermodynamic insight on the potential advantages and challenges of adding a solar thermal collection component to OTEC power plants.     

闭式注蒸汽燃气轮机循环热效率的估算方法

将实际循环在循环完善程度和设备完善程度方面与理论的卡诺循环进行对比，通过循环的特性参数估算出闭式注蒸汽燃气轮机循环的热效率，并在此基础上给出了中冷，再热和燃煤气的闭式注蒸汽循环热效率的估算公式，同时分析了循环系数和完善系数对循环热效率的影响。     

压水堆核电厂二回路系统管道热效率的影响因素分析

在压水堆核电厂热经济性分析中,管道热效率的分析往往不被研究者所重视。首先从管道热效率的定义出发,给出了管道热效率的计算表达式,以及各种管道损失的计算方法。然后针对某些影响管道热效率的因素,同时也对蒸汽动力转换系统循环热效率产生影响的问题,分析了影响管道热效率的因素变化对蒸汽动力转换系统循环热效率和压水堆核电厂全厂热效率的影响。最后,以某990MW核电机组为例,通过计算分析了如主蒸汽管道疏水门泄漏蒸汽、厂用蒸汽、主蒸汽管道散热、蒸汽发生器排污等对管道热效率、蒸汽动力转换系统循环热效率及全厂热效率的影响。结果表明,上述因素变化均导致管道热效率降低和全厂热效率的降低,但不同因素变化对全厂热效率的影响机理却存在较大的差别。     

Performance analysis of a waste‐heat‐powered thermodynamic cycle for multieffect refrigeration

A multieffect refrigeration system that is based on a waste‐heat‐driven organic Rankine cycle that could produce refrigeration output of different magnitudes at different levels of temperature is presented. The proposed system is integration of combined ejector–absorption refrigeration cycle and ejector expansion Joule–Thomson (EJT) cooling cycle that can meet the requirements of air‐conditioning, refrigeration, and cryogenic cooling simultaneously at the expense of industrial waste heat. The variation of the parameters that affect the system performance such as industrial waste heat temperature, refrigerant turbine inlet pressure, and the evaporator temperature of ejector refrigeration cycle (ERC) and EJT cycles was examined, respectively. It was found that refrigeration output and thermal efficiency of the multieffect cycle decrease considerably with the increase in industrial waste heat temperature, while its exergy efficiency varies marginally. A thermal efficiency value of 22.5% and exergy efficiency value of 8.6% were obtained at an industrial waste heat temperature of 210°C, a turbine inlet pressure of 1.3 MPa, and ejector evaporator temperature of 268 K. Both refrigeration output and thermal efficiency increase with the increase in turbine inlet pressure and ERC evaporator temperature. Change in EJT cycle evaporator temperature shows a little impact on both thermal and exergy efficiency values of the multieffect cycle. Analysis of the results clearly shows that the proposed cycle has an effective potential for cooling production through exploitation of lost energy from the industry. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

等效排汽法用于热力系统分析的研究

以常规热平衡法为基础,经过严格的数学推导,提出了等效排汽法,可直接计算汽轮机的排汽系数,得到机组的经济指标,并可对热力系统的局部变化进行定量分析。利用这种方法对引进型600MW机组进行了热力系统计算及局部定量计算,其结果与常规热平衡法完全相符,表明这种方法具有计算准确,物理概念清晰,简单方便等优点。