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为提升燃煤机组运行灵活性,提出了燃煤发电集成超临界二氧化碳(S-CO2)储能循环的热力系统,并基于热力学?分析方法,研究了运行参数对系统不可逆损失的影响。研究结果表明:该系统储能效率可达56.14%,S-CO2流量及S-CO2压缩机/透平压比对系统?效率影响较大;当S-CO2流量在50 kg/s至70 kg/s间增大,系统?效率从44.0%增大至61.0%;当压缩机/透平压比在3.0至6.0间增大,系统?效率从27.5%增大至52.5%。本文提出的方法为提升燃煤机组运行灵活性提供了理论参考,并为可再生能源大规模并网提供了思路。 相似文献
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超临界二氧化碳(S-CO2)循环是近年来受到广泛关注的发电技术。工质热物性是循环设计和优化的基础。本文综述了CO2热力学性质和输运性质的实验数据和计算模型的研究进展,并结合S-CO2动力系统的设计和运行需求进行了分析。针对研究现状,指出了亟待解决的问题:近临界区实验和理论研究尚有不足;比热容、声速、黏度和导热系数在液相区和高温高压区实验研究存在空白;已有的多种计算模型缺乏针对发电循环应用的系统评估和比较等。建议针对S-CO2循环需要的CO2热物性在具有空白区域重点开展实验和模型工作,并对已有工作进行系统评估。 相似文献
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超临界二氧化碳(S-CO2)循环具有透平尺寸小、压缩机功耗小、循环效率高等诸多优势。为了探究S-CO2循环耦合燃气轮机发电系统后发电效率最高的循环配置,提出了4种循环布局;并通过遗传算法以循环效率最高为优化目标,对循环系统的主要参数进行优化;对该方案进行动态系统分析,以底部循环输入热负荷为扰动变量,探究从满负荷分别阶跃降低到90%负荷、80%负荷和70%负荷后系统的动态响应情况。结果表明:4种方案中燃气轮机/两透平S-CO2联合循环系统循环效率最高,为44.87%;烟气换热器附近参数响应时间比较快,而由于热惯性的影响在工质流程中离烟气换热器越远响应时间越长;且在同一位置,压力的响应时间略长于温度的响应时间,高温透平附近参数的下降幅度大于低温透平。 相似文献
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液态金属快堆/太阳能光热系统与超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环发电系统深度融合,必将引领能源动力领域革命性发展。由于液态金属与S-CO2的特殊物理性质,液态金属普朗特数远低于常规流体,S-CO2的物理性质奇异性变化,其流动换热特性与常规流体存在显著差别,其流动与传热机理比较复杂,耦合传热机理尚不明朗。本文归纳总结了国内外关于S-CO2、液态金属、耦合换热与耦合换热器在实验、数值模拟、传热预测模型的主要研究成果,指出液态金属与S-CO2流动换热及其耦合传热研究中存在的问题,为先进动力循环系统以及多工质耦合动力系统的设计和安全运行提供参考依据。 相似文献
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为了解决超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO2)发电系统负荷跟随控制策略难以兼具变负荷快速和宽负荷高效的问题,该文针对600 MW S-CO2再压缩循环发电系统,将阀门控制与库存控制耦合并对CO2库存罐的布置形式进行改进,提出一种新型负荷跟随控制策略。与变负荷快速的阀门控制相比,该控制策略在75%~100%变负荷过程中使得系统循环效率最高提升13.73%,循环最高压力降低可达28.2%,降负荷速率相等。通过改进CO2储罐位置使得系统升、降负荷速率分别提升2.75和1.96倍,一次调频性能得到明显提升。最后,通过对51%~100%变负荷过程系统关键参数的动态特性进行研究,证明所设计负荷跟随控制策略的合理性和有效性。 相似文献
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超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环发电技术被认为是可以替代蒸汽朗肯循环发电的新型发电技术。本文利用热力计算方法对660 MW级S-CO2燃煤锅炉进行了概念设计,确定了各受热面工质参数、受热面面积和烟气温度等参数,确保锅炉能适应整个S-CO2循环系统。同时基于加权质量法解决了S-CO2锅炉各受热面成本难以准确评估的问题,获得了S-CO2锅炉的造价,并利用平准化度电成本(LCOE)分析了整个S-CO2机组的经济性。结果表明:S-CO2机组的LCOE为0.540元/(kW·h),比常规机组低11.3%,具有很强的经济潜力;S-CO2机组中锅炉、回热器、预冷器的造价较高;S-CO2锅炉中/低温对流受热面平均材料等级的提升是导致锅炉造价提高的主要原因。因此,仍需继续开展针对锅炉(尤其是中/低温对流受热面)、回热器和预冷器的优化研究,以降低投资成本。 相似文献
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对超临界二氧化碳(S-CO2)在螺旋管内的对流换热性能进行模拟和试验研究。探讨了热流密度q、质量流量G、节距P、管内径d、螺旋半径R等流动、结构特性对流动传热的影响,并对各结构特性灵敏度做了量化分析;搭建了闭式循环的S-CO2测试平台,对螺旋管内S-CO2对流换热性能进行了试验研究,并基于试验工况数据验证了数值模拟的准确性;对数据进行处理,拟合出了S-CO2的传热关联式。该研究为S-CO2螺旋管式换热器的热力设计方法奠定了基础,并在核电及光热发电领域具有一定的工程应用价值。 相似文献
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针对某型超临界二氧化碳(S-CO2)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-CO2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-CO2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-CO2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-CO2轴流透平的安全可靠运行提供了解决方案。 相似文献
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采用超临界二氧化碳(S-CO2)循环时,炉膛管内工质温度较高,耐热钢钢材等级需提升。S-CO2管内工质温度与壁温相差较大,远高于水蒸气锅炉30~50℃的温差范围。工程应用的水蒸气锅炉受热面选材的要求与依据,无法直接用于S-CO2锅炉。在材料边界条件下,从材料的高温强度和腐蚀特性出发,综合成熟耐热材料的使用情况和经济性能,探讨将T23、T91、T92、TP347HFG、Super304H等耐热钢应用于S-CO2锅炉的可行性,得到SCO2锅炉的选材特点。研究结果表明:在一定管结构条件下,T91可用于冷却壁选材,传统水蒸气锅炉水冷壁管材,如12Cr1MoVG、T21和T23等铁素体耐热钢将无法使用;对于过热器,只有热强性更好的奥氏体钢TP347HFG与Super304H在一定管结构参数条件下才符合受热面选材要求。 相似文献