超临界CO2分流循环及联合循环的热力学分析 被引量：9

1

作者 郑雅文 徐进良 杨绪飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期814-822,共9页

针对一台设计工况下输出功为1MW的CO_2透平,在不同的超临界CO_2循环模式下进行计算分析,发现带回热循环的性能大大优于简单循环,效率相对于简单循环提高了一倍多。并发现引入分流在一定分流比范围内能够提高系统的循环热效率,而当分流... 针对一台设计工况下输出功为1MW的CO_2透平,在不同的超临界CO_2循环模式下进行计算分析,发现带回热循环的性能大大优于简单循环,效率相对于简单循环提高了一倍多。并发现引入分流在一定分流比范围内能够提高系统的循环热效率,而当分流比过小时反而会使系统循环性能恶化。为了更好地利用有机朗肯循环（organic Ranking cycle,ORC）吸收CO_2循环的余热,还对ORC的优化运行模式进行了研究,分析了过热度和热源出口温度的影响。最后,将CO_2循环和ORC进行耦合,分析了不同分流比下联合循环和单一循环的性能差异,发现联合循环能在单一循环的基础上提升效率至少2%,并且当ORC窄点在耦合换热器预热段之间时,联合循环对系统性能有更大的提升。 展开更多

关键词 超临界CO2循环 联合循环 有机朗肯循环 热力学 热力学过程 热力学性质

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超临界二氧化碳布雷顿/有机朗肯循环联合系统的热力学特性 被引量：4

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作者 曹宇 王治红 +1 位作者 马宁 李良均 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期9-15,23,共8页

针对再压缩式超临界二氧化碳布雷顿发电循环(S-CO2),将有机朗肯循环(ORC)作为底循环用于回收系统余热,建立了S-CO2/ORC联合循环。采用Aspen Plus建立分析模型,根据顶循环余热温度范围和安全环保要求,选取R245fa作为ORC系统工质,分析透... 针对再压缩式超临界二氧化碳布雷顿发电循环(S-CO2),将有机朗肯循环(ORC)作为底循环用于回收系统余热,建立了S-CO2/ORC联合循环。采用Aspen Plus建立分析模型,根据顶循环余热温度范围和安全环保要求,选取R245fa作为ORC系统工质,分析透平进口温度、透平进口压力及分流比对循环效率的影响,并通过分析耗能设备的功率变化找到影响系统效率变化的因素。结果表明:通过顶循环低温余热的回收利用,系统热效率提高4%以上;增大透平进口温度可提高顶循环的热效率,但对底循环热效率的影响较小;随着顶循环透平进口压力的增大,顶循环热效率增加而底循环热效率下降;在透平入口温度680℃、入口压力280 MPa的条件下,存在最优的再压缩循环分流比0.66使得联合循环热效率最高;使用ORC底循环回收顶循环余热,最高可以将系统热效率从50.3%提高到53.7%,联合系统可以获得6.7%的效率提升。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 布雷顿循环 有机朗肯循环 余热回收 热效率

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300 kW功率等级ORC发电机组试验系统搭建与性能测试 被引量：4

3

作者 孙茴 王蒲伟 +5 位作者 韦钰芳 李顺 姚恩亮 戴宁 胡哺松 段捷 《节能技术》 CAS 2019年第4期350-355,共6页

为了检验长动集团自主设计生产的CT300型ORC原理样机的工作性能,为机组设计工作和后续优化提供数据支撑,借助汽轮机空负荷试验平台搭建了300 kW功率等级ORC发电机组运行试验系统,并开展了相关运行试验。通过运行试验验证了各部件及发电... 为了检验长动集团自主设计生产的CT300型ORC原理样机的工作性能,为机组设计工作和后续优化提供数据支撑,借助汽轮机空负荷试验平台搭建了300 kW功率等级ORC发电机组运行试验系统,并开展了相关运行试验。通过运行试验验证了各部件及发电机组的运行特性。结果表明,所搭建的运行试验系统运行正常,可满足ORC机组在各个工况下运行时的外部条件要求,ORC机组稳定发电功率为313.8 kW,发电效率为10.1%,实现了试验系统的设计目标。运行试验中涡轮转速出现了周期性震荡,原因是热源不稳定和泵后手动阀无法精确调节所共同导致的,通过稳定热源和更换调节性能更高的调节阀可以解决该问题。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 试验系统 系统性能 周期震荡 调节阀

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有机朗肯循环系统工质设计与系统参数的同步优化 被引量：3

4

作者 王羽鹏 罗向龙 +3 位作者 梁俊伟 陈健勇 杨智 陈颖 《广东工业大学学报》 CAS 2020年第1期69-80,共12页

工质是有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)中能量转换的载体,其与冷、热源之间的匹配直接影响ORC系统性能。现有工质提升ORC系统性能有限,新型工质的设计对提升ORC性能非常重要。提出了基于计算机辅助分子设计(computer-aided mo... 工质是有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)中能量转换的载体,其与冷、热源之间的匹配直接影响ORC系统性能。现有工质提升ORC系统性能有限,新型工质的设计对提升ORC性能非常重要。提出了基于计算机辅助分子设计(computer-aided molecular design, CAMD)的工质设计与和ORC系统同步优化的建模和求解方法,对传统CAMD模型进行了改进。建立了以ORC系统输出净功最大为优化目标的混合整数非线性数学规划(mixed integer non-line programming, MINLP)模型,提出了求解策略。基于9个基本元素选择37个基团,应用于建立的同步优化模型,获得了热源范围353.15~463.15 K和冷源范围293.15~298.15 K工况下的最优工质,并与现有工质进行了对比验证。对比结果表明,新型工质的ORC净功比现有工质ORC净功增加12.46%。对在计算ORC循环性能中涉及的工质物性,如临界温度、临界压力、沸点温度、比热容、密度和相对分子质量等进行了敏感性分析。 展开更多

关键词 基团贡献法 计算机辅助分子设计 有机朗肯循环 算法 优化 工质筛选

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梯级换热有机朗肯循环发电系统热力性能分析 被引量：2

5

作者 伍亚 岳晨 朱帮守 《热力发电》 CAS 北大核心 2017年第5期21-26,共6页

为了充分提高低品位热源回收利用率,降低热源排放温度,本文提出了一种基于有机朗肯循环(ORC)的梯级换热发电系统。系统以地热水为热源,以循环净功率为目标函数,根据热力学第一、第二定律,采用MATLAB软件调用REFPROP编制计算程序进行参... 为了充分提高低品位热源回收利用率,降低热源排放温度,本文提出了一种基于有机朗肯循环(ORC)的梯级换热发电系统。系统以地热水为热源,以循环净功率为目标函数,根据热力学第一、第二定律,采用MATLAB软件调用REFPROP编制计算程序进行参数优化,以非共沸混合物作为循环工质对系统进行热力性能分析,并与基本ORC发电系统性能进行比较。结果表明:在最优工况下,基于ORC梯级换热发电系统可有效减小工质与热源在换热过程中的平均换热温差,减少换热不可逆损失,并降低了热源排放温度,提高了热源使用率;在所选工质中,基于ORC梯级换热发电系统热力性能均优于基本ORC发电系统,循环净功率和?效率最大可提高16.07%;选择R601/R236ea为工质时,基于ORC梯级换热发电系统性能最佳。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 地热能 梯级换热 非共沸混合物 参数优化 最大循环净功率

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基于ORC梯级换热的地热发电系统热力性能分析 被引量：2

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作者 伍亚 岳晨 朱帮守 《能源化工》 2017年第1期74-78,共5页

提出了一种基于ORC梯级换热的地热发电系统。以地热能作为热源,选取R601/R236ea作为循环工质,在给定冷热源入口参数,以及给定的蒸发器和冷凝器最小换热温差下,以系统循环净功为目标函数,采用Matlab软件并调用REFPROP编制计算程序进行参... 提出了一种基于ORC梯级换热的地热发电系统。以地热能作为热源,选取R601/R236ea作为循环工质,在给定冷热源入口参数,以及给定的蒸发器和冷凝器最小换热温差下,以系统循环净功为目标函数,采用Matlab软件并调用REFPROP编制计算程序进行参数优化,与基本ORC发电系统进行比较。结果显示:在最优工况下,与基本ORC发电系统相比,基于ORC梯级换热发电系统可有效减小工质在换热过程中的换热温差,减少换热不可逆损失;同时降低热源排放温度,提高热源使用率;循环净功和(?)效率可提高12.09%。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 梯级换热 非共沸混合物 参数优化 循环净功

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基于PC-SAFT的混合工质筛选与有机朗肯循环系统优化

7

作者 梁俊伟 罗向龙 +3 位作者 杨智 梁颖宗 陈健勇 陈颖 《广东工业大学学报》 CAS 2022年第2期91-98,共8页

混合工质在相变过程存在温度滑移现象,能与冷热源更好地匹配从而提高有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)性能,成为ORC工质研究热点。混合工质组合和数量巨大,常规方法用于混合工质筛选及与系统参数的同步优化难度较大。建立了基于... 混合工质在相变过程存在温度滑移现象,能与冷热源更好地匹配从而提高有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)性能,成为ORC工质研究热点。混合工质组合和数量巨大,常规方法用于混合工质筛选及与系统参数的同步优化难度较大。建立了基于Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory(PC-SAFT)状态方程计算物性的混合工质三级筛选与ORC系统同步优化模型,基于机器学习极端梯度提升预测气液平衡初值模型,采用遗传算法实现工质筛选与系统参数的同步优化。从26种常用工质组成的纯工质库组合混合工质,根据温度滑移、压力初筛合适的混合工质,有效减少搜索范围。通过混合工质筛选与ORC系统参数同步优化,以净功和㶲效率为目标得到的工质分别为R12/perfluoro-pentane和R40/R160。分析对比了不同热源进口温度下不同目标时工质组合与ORC运行参数优化结果。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 混合工质 状态方程 工质筛选

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ORC-蒸气压缩耦合制冷系统在小型冷藏车上的应用

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作者 黄磊 赵盼盼 +3 位作者 周到 吴俊峰 孙云 乔雅静 《制冷与空调》 2021年第10期46-49,共4页

针对冷藏车冷藏储运过程中冷量需求大、油耗高等应用现状,提出利用冷藏车发动机排气余热的节能型制冷系统,即排气余热驱动型有机朗肯循环与蒸气压缩循环耦合的制冷系统。根据热力学定律,建立系统循环效率分析数学模型,采用Matlab和Refp... 针对冷藏车冷藏储运过程中冷量需求大、油耗高等应用现状,提出利用冷藏车发动机排气余热的节能型制冷系统,即排气余热驱动型有机朗肯循环与蒸气压缩循环耦合的制冷系统。根据热力学定律,建立系统循环效率分析数学模型,采用Matlab和Refprop软件,研究并确定耦合系统的工质,并制造样机进行测试。结果表明:通过回收冷藏车发动机排气余热,在蒸发温度为-20~0℃时,系统能够为冷藏车提供1.31~2.21 kW的冷量,满足该型号冷藏车的制冷量要求。 展开更多

关键词 冷藏车 排气余热 有机朗肯循环 蒸气压缩制冷循环

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螺杆膨胀机有机朗肯循环有机工质研究

9

作者 周岳 卢笋 谢楷 《化工设备与管道》 CAS 2019年第2期47-52,共6页

从工程项目实际应用角度出发,根据螺杆膨胀机的特性提出了有机朗肯循环(ORC)有机工质的筛选准则。根据等熵理论建立了理论模型,对常推荐的9种有机工质,分别从压差、体积流量、内容积比等方面进行了对比研究。模拟结果表明:并没有一种工... 从工程项目实际应用角度出发,根据螺杆膨胀机的特性提出了有机朗肯循环(ORC)有机工质的筛选准则。根据等熵理论建立了理论模型,对常推荐的9种有机工质,分别从压差、体积流量、内容积比等方面进行了对比研究。模拟结果表明:并没有一种工质能够很好地满足所提出的筛选准则,但R245fa,R600a具有比较平均的性能可以选用,还需要研究、开发适用于螺杆膨胀机的有机工质。搭建了干式螺杆膨胀机ORC实验平台,验证了R245fa作为工质的可行性,并讨论了机组效率、工质泵效率和排气温度等问题。研究对螺杆膨胀机ORC有机工质的选择指出方向,对ORC产业发展具有理论和实践意义。 展开更多

关键词 余热发电 有机朗肯循环 ORC 螺杆膨胀机 有机工质

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有机朗肯循环中滚动活塞式膨胀机膨胀比最优化研究

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作者 吴腾马 柳建华 +1 位作者 徐小进 刘旗 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期13-17,共5页

针对容积式膨胀机出口压力与冷凝器内背压不同导致不可逆损失现象的存在,改进并设计了可变膨胀比的滚动活塞式膨胀机,并分析其工作原理。以R245fa为工质,研究了蒸发器内有机工质无过热、膨胀机无泄漏条件下,系统参数变化对膨胀机最佳膨... 针对容积式膨胀机出口压力与冷凝器内背压不同导致不可逆损失现象的存在,改进并设计了可变膨胀比的滚动活塞式膨胀机,并分析其工作原理。以R245fa为工质,研究了蒸发器内有机工质无过热、膨胀机无泄漏条件下,系统参数变化对膨胀机最佳膨胀比的影响。结果表明:膨胀机的最佳膨胀比受膨胀机效率的影响很小,而受发生温度和冷凝温度的影响较大,蒸发温度越高,最佳膨胀比越大,冷凝温度越高,最佳膨胀比越小,当系统某参数变化时,可以通过调节系统的其他参数使膨胀机处于最佳膨胀比下运行。为膨胀机膨胀比的设计和运行工况的选择提供参考依据。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 滚动活塞式膨胀机 膨胀比 最 优化

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不同工质有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的能效特性比较 被引量：4

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作者 马国远 房磊 +1 位作者 许树学 黄成达 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期296-301,共6页

对有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的循环原理进行了描述,建立了系统性能的计算模型.其系统优势在于结构紧凑,能小型化,这使得采用太阳能驱动的家用小型空调成为可能;且性能系数相对较高,吸收式的制冷系数(coefficient of performance,... 对有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的循环原理进行了描述,建立了系统性能的计算模型.其系统优势在于结构紧凑,能小型化,这使得采用太阳能驱动的家用小型空调成为可能;且性能系数相对较高,吸收式的制冷系数(coefficient of performance,COP)小于0.7,而有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的制冷COP理论上高于1.4,且在室外温度越高时系数越高;能实现机械能、冷量的切换输出,在制冷工况和制热工况下,对有机朗肯循环和热泵循环采用相同工质和不同工质的循环性能进行了比较计算,筛选出了复合系统最适宜的工质,为进一步设计有机朗肯-蒸汽压缩式热泵系统提供理论指导,使此复合式热泵系统的应用成为可能. 展开更多

关键词 有机朗肯循环 热泵 工质 制冷系数(COP)

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