超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環(huán)參數(shù)分析.pdf

1、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)。本文主要針對現(xiàn)有參數(shù)分析中缺乏全局參數(shù)對于循環(huán)的綜合影響的問題，從全局優(yōu)化的觀點(diǎn)對再壓縮循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了總體優(yōu)化，并在全局優(yōu)化的基礎(chǔ)上對再壓縮循環(huán)中換熱系統(tǒng)中

2、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)絕對值最高，是高敏感性的影響參數(shù)，對效率的影響程度較大。而其他參數(shù)的敏感性相對較低，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

3、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

4、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，本文針對超臨界二氧化碳的特殊換熱性能也做出了研究，對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傳熱性能進(jìn)行了計(jì)算分析。在不同的工況下，本文對普通流道和變流道下超臨界二氧化碳的流動傳