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基于气液两相地热源的ORC发电系统工质筛选
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作者 赵斌 温柔 +3 位作者 边技超 刘瑞 龚宇烈 王善民 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期68-75,共8页
针对以热源温度为140℃的气液两相混合地热流体为热源驱动的有机朗肯循环(ORC)发电系统最佳工质筛选问题,选取6种干工质,通过在MATLAB中搭建系统模型,分析了各工质蒸发温度对系统热力性能的影响,对比了不同蒸气质量分数下最佳蒸发温度... 针对以热源温度为140℃的气液两相混合地热流体为热源驱动的有机朗肯循环(ORC)发电系统最佳工质筛选问题,选取6种干工质,通过在MATLAB中搭建系统模型,分析了各工质蒸发温度对系统热力性能的影响,对比了不同蒸气质量分数下最佳蒸发温度随热源温度的变化规律,并研究了热源质量流量对系统净输出功率的影响以及蒸发温度对回灌温度的影响。结果表明:综合考虑工质的热力性能、物理化学稳定性、热源匹配性以及回灌温度对地热ORC发电系统的影响,工质R601a(异戊烷)可作为以140℃气液两相混合地热流体为热源驱动的ORC发电系统的最佳适用工质。 展开更多
关键词 地热电站 有机朗肯循环 性能分析 有机工质筛选
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基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析 被引量:1
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作者 王令宝 郭志鹏 +2 位作者 卜宪标 李华山 龚宇烈 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期211-220,共10页
本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型,包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型,参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征,包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数,研究了注... 本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型,包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型,参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征,包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数,研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明:在一定的注入流量、注入温度和净间距下,随着时间的推移,岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大,注入泵功耗是降低的,净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率,进而导致热效率降低,存在最优的注入流量50 kg/s,使得年均净输出功达到最大值1470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率,降低净输出功的年均衰减速率,当注入温度为60℃时,年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率,有利于热效率的提高,但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时,年均净输出功达到最大值1497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。 展开更多
关键词 增强地热系统 有机朗肯循环 热流固耦合 净输出功 热效率
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中间补气高温热泵蒸汽系统热力学分析
3
作者 陆振能 肖楚鹏 +4 位作者 邱泽晶 俞佳涛 张婷 龚宇烈 姚远 《中国重型装备》 2023年第2期8-11,54,共5页
为有效回收利用工业过程中产生的中低温余热,以中间补气高温热泵蒸汽系统为对象,建立热力学模型,选出了R123、R245fa与R1234ze(Z)三种典型高温热泵工质作为研究工质,考查了蒸发温度、冷凝温度、补气率与等熵效率等参数对系统性能的影响... 为有效回收利用工业过程中产生的中低温余热,以中间补气高温热泵蒸汽系统为对象,建立热力学模型,选出了R123、R245fa与R1234ze(Z)三种典型高温热泵工质作为研究工质,考查了蒸发温度、冷凝温度、补气率与等熵效率等参数对系统性能的影响。研究结果表明,在采用不同循环工质的高温热泵蒸汽系统中,中间补气可以提高系统的COP,并降低压缩机的排气温度。对于目前主流的高温热泵工质R245fa,在蒸发温度为55℃、冷凝温度为125℃、补气率为0.5时,系统COP为3.4,较无补气时提升19.3%,排气温度降低1.2℃。 展开更多
关键词 工业余热 高温热泵 蒸汽生产 中间补气
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西藏地热能开发利用现状及发展前景 被引量:4
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作者 赵斌 吕玥 +2 位作者 温柔 龚宇烈 王善民 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-6,共6页
西藏地处青藏高原腹地,海拔4 000 m以上的地区占全区总面积的85%,地热资源非常丰富。为实现地热资源的合理开采,结合国家“双碳”战略,对西藏地热资源的开发利用现状进行了全面梳理,提出了地热产业未来发展的建议。分析表明:西藏水热型... 西藏地处青藏高原腹地,海拔4 000 m以上的地区占全区总面积的85%,地热资源非常丰富。为实现地热资源的合理开采,结合国家“双碳”战略,对西藏地热资源的开发利用现状进行了全面梳理,提出了地热产业未来发展的建议。分析表明:西藏水热型和干热岩型地热资源存储量大、品质好,发电潜力巨大,而浅层地热资源主要分布在拉萨,可结合热泵技术为当地供暖。目前在地质勘查、技术改进、装备研发、运营管理等方面仍存在一些问题,需开展有机朗肯循环机组研发、搭建增强型地热系统实验平台,科学地开发深层地热能。研究表明:西藏地热资源开发利用应遵循“勘测为基、发电为主、供暖为辅、装备提升、梯级利用”的原则,推进地热资源的科学开采和高效利用,完善地热产业链,从而有效改善西藏地区能源消费结构。 展开更多
关键词 西藏 地热资源 典型案例 五步原则 发展前景
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基于热-流-化耦合作用的单井增强地热系统性能分析
5
作者 郭志鹏 卜宪标 +2 位作者 李华山 龚宇烈 王令宝 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期711-721,共11页
地热流体中的矿物溶解沉淀对地热资源开发具有重要影响。本文基于水-SiO_(2)反应速率控制方程,建立了单井增强地热系统(SEGS)热-流-化(THC)耦合数值模型,利用解析解验证了流动换热模型和溶质运移模型的准确性,模拟分析了储层温度、SiO_... 地热流体中的矿物溶解沉淀对地热资源开发具有重要影响。本文基于水-SiO_(2)反应速率控制方程,建立了单井增强地热系统(SEGS)热-流-化(THC)耦合数值模型,利用解析解验证了流动换热模型和溶质运移模型的准确性,模拟分析了储层温度、SiO_(2)浓度、反应速率和裂隙宽度之间的耦合关系。基于离散裂隙模型,分析了注入矿物浓度和注入流量对SEGS取热性能的影响。结果表明:①过饱和注入引起的矿物沉淀与欠饱和注入引起的矿物溶解均发生在远离注入段的一定距离处,裂隙宽度的改变呈带状分布,反应速率峰值随时间推移向外围移动;②由热-流(TH)与热-流-化(THC)耦合模型得出的注入压力和采出温度最大相差2.12MPa和4.66℃。欠饱和注入降低了注入压力,加快了采出温度的衰减,过饱和注入则与之相反;③注入流体中的SiO_(2)浓度每增加0.005mol/kg,30年平均注入压力增加0.5MPa,平均采出温度增加0.4℃。将注入流量从8kg/s提高至12kg/s,对于过饱和注入,系统运行30年后的注入压力提高7.2MPa,采出温度下降8.58℃;对于欠饱和注入,注入压力提高5.14MPa,采出温度下降10.43℃。 展开更多
关键词 地热能 热-流-化耦合 多孔介质 渗透率 矿物浓度
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高温热泵蒸汽系统的动态响应及扰动优化
6
作者 刘广平 陆振能 龚宇烈 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1719-1727,共9页
为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器... 为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器后系统的性能系数提升了16.1%,沿着工质的流动方向,越远离波动源工质性能参数越趋于稳定,且状态参数的灵敏性排序为:工质质量流量扰动>热源温度扰动>热源质量流量扰动。另外,为提高系统抗干扰性,通过PI控制器对节流阀开度进行调节,优化后内外部扰动下所有性能参数的稳定性都得以提升,尤其是工质质量流量扰动下从无法稳定输出蒸汽到以较稳定方式输出140℃蒸汽,且三扰动因素下其产汽量分别提升了20.8%、3.0%和1.9%。 展开更多
关键词 高温热泵 闪蒸 动态仿真 内外部扰动 优化 MODELICA语言
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我国地热能技术应用现状与产业分析 被引量:1
7
作者 龚宇烈 马伟斌 《高科技与产业化》 2008年第7期34-35,共2页
我国地热资源状况 地热资源潜力和特点我国地热资源丰富,已发现的温泉有3200多处,其中热储温度大于150℃,可用于发电的约有200处。中国地热资源主要分为三类:(1)高温对流型地热资源,主要分布在滇藏及台湾地区;(2)中低温对流型地... 我国地热资源状况 地热资源潜力和特点我国地热资源丰富,已发现的温泉有3200多处,其中热储温度大于150℃,可用于发电的约有200处。中国地热资源主要分为三类:(1)高温对流型地热资源,主要分布在滇藏及台湾地区;(2)中低温对流型地热资源,主要分布在东南沿海地区包括广东、海南、广西,以及江西、湖南和浙江;(3)中低温传导型地热资源,主要埋藏在大中型沉积盆地之中(如华北、松辽、苏北、四川、鄂尔多斯等)。 展开更多
关键词 地热能 产业分析 中低温对流型 地热资源 应用 技术 东南沿海地区 资源状况
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土壤源地源热泵系统能效测试分析 被引量:1
8
作者 龚宇烈 骆超 +3 位作者 刘广平 邱泽晶 郑鑫 李承凯 《制冷与空调》 2017年第8期87-92,共6页
对江阴地区某会所建筑土壤源地源热泵系统制冷期数据监测,获取地源侧和用户侧供、回水温度及耗电量等数据,计算得到建筑冷负荷、机组制冷系数COP和系统能效比EER。结果表明,用户侧冷冻水供、回水平均温度分别为8.7℃和12.5℃,建筑冷负荷... 对江阴地区某会所建筑土壤源地源热泵系统制冷期数据监测,获取地源侧和用户侧供、回水温度及耗电量等数据,计算得到建筑冷负荷、机组制冷系数COP和系统能效比EER。结果表明,用户侧冷冻水供、回水平均温度分别为8.7℃和12.5℃,建筑冷负荷为33.4 kW,机组COP和系统EER的平均值分别为4.1和3.1,热泵机组未能达到理想工作状态,有待进一步改进。通过对土壤源地源热泵系统的监测及节能效果分析,可以对系统运行进行指导、节能诊断和系统优化,从而更好地推广土壤源地源热泵系统的应用,为实现国家节能量化的目标奠定基础。 展开更多
关键词 土壤源地源热泵 制冷系数 能效比 系统监测 优化设计
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高效节能的高温地源热泵系统 被引量:2
9
作者 龚宇烈 马伟斌 《建设科技》 2004年第11期22-24,共3页
关键词 高温地源热泵 供暖 暖气片 热水式循环
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超强吸水树脂与源土混合作为地源热泵供热系统回填材料的实验研究 被引量:12
10
作者 王向岩 马伟斌 +2 位作者 黄远峰 龚宇烈 廉永旺 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期23-27,共5页
在热泵制热工况下,超强吸水树脂与源土混合作为回填材料,分别对螺旋盘管、U型管以及整个系统进行了实验研究,得出系统性能变化曲线。实验结果表明,超强吸水树脂与源土混合作为回填材料,特别是螺旋盘管换热器,可明显增大地下换热器换热量... 在热泵制热工况下,超强吸水树脂与源土混合作为回填材料,分别对螺旋盘管、U型管以及整个系统进行了实验研究,得出系统性能变化曲线。实验结果表明,超强吸水树脂与源土混合作为回填材料,特别是螺旋盘管换热器,可明显增大地下换热器换热量,提高地源热泵系统的效率和稳定性,适用于干旱、土壤非饱和以及地下水位比较低的地区。 展开更多
关键词 地源热泵 超强吸树脂 螺旋盘管 U型管 制热系数
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闪蒸一双工质循环联合地热发电系统研究 被引量:18
11
作者 吴治坚 龚宇烈 +1 位作者 马伟斌 邓帅 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期316-321,共6页
将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合,形成一种特殊的能量转换系统,对其进行详细分析,并建立该联合地热电站热力计算的数学模型,以此对电站的功率及效率进行了计算与分析,从中确定该系统的最佳闪蒸温度和由此温度导出的最佳设计参数。... 将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合,形成一种特殊的能量转换系统,对其进行详细分析,并建立该联合地热电站热力计算的数学模型,以此对电站的功率及效率进行了计算与分析,从中确定该系统的最佳闪蒸温度和由此温度导出的最佳设计参数。计算结果还表明,对给定温度为110℃的地热水资源,当环境冷却水平均温度为28℃时,闪蒸-双工质循环联合发电的最大总功率比闪蒸系统或双工质循环单独发电时的最大功率要大20%以上。此外,电站还生产约60℃的热水以供直接利用。 展开更多
关键词 闪蒸系统 双工质循环 地热发电 最佳闪蒸温度
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纳米流体制备技术与组成结构的研究进展 被引量:11
12
作者 姚远 陈颖 +1 位作者 陆振能 龚宇烈 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第11期41-48,共8页
纳米流体作为一种新型换热工质日益受到科研及工程技术人员的高度关注,但纳米流体的不稳定性是阻碍其广泛应用的技术瓶颈。针对这一问题,目前已经取得了许多重要的研究成果。本文从纳米流体的制备方法、纳米流体的分散措施、纳米流体悬... 纳米流体作为一种新型换热工质日益受到科研及工程技术人员的高度关注,但纳米流体的不稳定性是阻碍其广泛应用的技术瓶颈。针对这一问题,目前已经取得了许多重要的研究成果。本文从纳米流体的制备方法、纳米流体的分散措施、纳米流体悬浮稳定性分析、纳米流体的聚集结构等几个方面对当前纳米流体的制备技术与组成结构的国内外最新研究成果进行了介绍,并从制备高稳定性纳米流体的目标提出了对今后研究重点的建议。 展开更多
关键词 纳米流体 制备方法 稳定性 组成结构
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国内外吸收压缩式热泵研究进展 被引量:9
13
作者 邱泽正 龚宇烈 +1 位作者 马伟斌 卜宪标 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期264-268,共5页
回顾了近十多年来有关吸收压缩式热泵的研究发展及主要研究成果,介绍了4种常见的系统模型以及国内外学者在系统工质选取上的倾向。吸收压缩式热泵系统作为一种新型的热泵技术,相比于传统的热泵系统,CAHP系统有着更大的供热温度范围和更... 回顾了近十多年来有关吸收压缩式热泵的研究发展及主要研究成果,介绍了4种常见的系统模型以及国内外学者在系统工质选取上的倾向。吸收压缩式热泵系统作为一种新型的热泵技术,相比于传统的热泵系统,CAHP系统有着更大的供热温度范围和更高的能效比;同时由于优良的热力学性能,NH3-H2O在吸收压缩式热泵系统中被广泛使用。最后从系统和工质角度分析了吸收压缩式热泵系统存在的一些问题及可能的发展趋势,为后续的研究指明了方向。 展开更多
关键词 吸收压缩式热泵 工质 能效比 氨水
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U型管桩埋换热器稳态传热模拟研究 被引量:8
14
作者 赵军 吴挺 +1 位作者 朱强 龚宇烈 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期59-62,共4页
采用能量平衡的方法建立了土壤层内U型管桩埋换热器稳态传热模型,并以天津市一地源热泵实际工程为背景,模拟计算了管脚热影响因子、土壤导热系数等对U型管桩埋换热器的传热特性的影响。
关键词 地源热泵 U型管桩埋换热器 管脚热影响因子
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液体管外降膜的实验 被引量:4
15
作者 骆超 马伟斌 +3 位作者 龚宇烈 黄远锋 卜宪标 邱泽正 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期821-824,共4页
在实验的基础上探讨了液体在垂直管外降膜的流动特性,分析了影响液体管外成膜均匀性和润湿性的影响因素,提出了布膜装置的环隙在0.5~2.0mm有一最佳值,喷淋密度在250~700kg/(m·h)之间有一最佳值,布膜装置的进液采用单管沿壁面旋转... 在实验的基础上探讨了液体在垂直管外降膜的流动特性,分析了影响液体管外成膜均匀性和润湿性的影响因素,提出了布膜装置的环隙在0.5~2.0mm有一最佳值,喷淋密度在250~700kg/(m·h)之间有一最佳值,布膜装置的进液采用单管沿壁面旋转270°切向流的进液方式,并对液体管外降膜装置的设计提出了建议。 展开更多
关键词 降膜 布膜装置 喷淋密度 液膜厚度 环隙
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板式换热器相变对流传热关联式的研究进展 被引量:5
16
作者 姚远 陈颖 +2 位作者 陈健勇 龚宇烈 陆振能 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2482-2492,共11页
板式换热器作为一种高效换热器正在得到越来越多的应用,但是其相变对流传热的机理和影响因素却非常复杂,因此精准设计板式相变换热器一直是一个难题。本文总结了板式换热器凝结换热、沸腾换热这两种主要相变对流传热过程的特点,概述了... 板式换热器作为一种高效换热器正在得到越来越多的应用,但是其相变对流传热的机理和影响因素却非常复杂,因此精准设计板式相变换热器一直是一个难题。本文总结了板式换热器凝结换热、沸腾换热这两种主要相变对流传热过程的特点,概述了近年来国内外在板式换热器相变换热理论分析、数值模拟、实验测试等方面的最新研究进展,列出了部分已发表的实验关联式及其应用条件,重点论述了这些实验关联式中状态参数对板式换热器相变传热系数和流道压降的影响,对比分析了部分实验关联式的计算结果,对某些不同结论也作了评述。此外,本文还介绍了计算机模拟仿真技术在该领域研究中的应用情况。最后,指出了当前板式换热器相变传热研究中存在的主要问题和未来需要努力的重点发展方向。 展开更多
关键词 板式换热器 凝结 沸腾 两相流 传热
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高温热泵及热泵蒸汽机的研究进展 被引量:16
17
作者 姚远 龚宇烈 +4 位作者 陆振能 骆超 王显龙 廉永旺 马伟斌 《新能源进展》 2014年第3期190-196,共7页
本文从新型工质的研发和系统效率的提高两方面综述了高温蒸汽压缩式热泵的研究现状,对于高温吸收式热泵,则从新型循环设计、系统控制与仿真、参数优化、提高换热效率等方面做了综述。文章最后介绍了国内外最新研制的两种热泵蒸汽机的运... 本文从新型工质的研发和系统效率的提高两方面综述了高温蒸汽压缩式热泵的研究现状,对于高温吸收式热泵,则从新型循环设计、系统控制与仿真、参数优化、提高换热效率等方面做了综述。文章最后介绍了国内外最新研制的两种热泵蒸汽机的运行原理和结构特点,并根据热泵蒸汽机组的运行要求,提出了今后的研究方向和要解决的主要技术问题。 展开更多
关键词 高温热泵 热泵工质 蒸汽发生器 压缩机 吸收式热泵
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从欧洲地热发展看我国地热开发利用问题 被引量:25
18
作者 汪集暘 龚宇烈 +1 位作者 陆振能 马伟斌 《新能源进展》 2013年第1期1-6,共6页
近年来,欧洲地热资源的开发利用取得了迅速的发展。我国地热能的开发利用与欧洲相比具有诸多的相似性。因此,欧洲地热利用的发展经验对我国地热开发利用具有重要的借鉴意义。本文介绍了欧洲地热开发利用的现状和趋势,分析总结了欧洲地... 近年来,欧洲地热资源的开发利用取得了迅速的发展。我国地热能的开发利用与欧洲相比具有诸多的相似性。因此,欧洲地热利用的发展经验对我国地热开发利用具有重要的借鉴意义。本文介绍了欧洲地热开发利用的现状和趋势,分析总结了欧洲地热利用的发展模式,幵针对我国地热的开发现状和存在的问题,提出了促迚我国地热利用发展的对策和建议。 展开更多
关键词 欧洲 地热发电 地热直接利用 增强地热系统
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余热发电单级能量转换系统 被引量:4
19
作者 吴治坚 龚宇烈 +1 位作者 马伟斌 骆超 《可再生能源》 CAS 北大核心 2009年第6期105-108,共4页
利用对中低温余热的热水发电提出了可供选择的3种单级能量转换系统,给出每种系统的热力计算数学模型,对电站的功率和效率进行了计算与分析。计算结果表明,对于双工质循环方式采用过热系统是不可取的。通过对闪蒸系统和双工质循环系统的... 利用对中低温余热的热水发电提出了可供选择的3种单级能量转换系统,给出每种系统的热力计算数学模型,对电站的功率和效率进行了计算与分析。计算结果表明,对于双工质循环方式采用过热系统是不可取的。通过对闪蒸系统和双工质循环系统的比较表明,对中低温热水发电来说,前者是一种可供选择的、较好的单级能量转换系统。 展开更多
关键词 中低温余热发电 单级能量转换 闪蒸系统 双工质循环
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太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择 被引量:3
20
作者 刘茜 李华山 +2 位作者 卜宪标 王令宝 龚宇烈 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1781-1788,共8页
近年来,太阳能低温热发电技术作为可再生能源领域的研究热点受到越来越多的关注。文章针对太阳能平板集热器驱动的有机朗肯-闪蒸循环(solar binary-flashing cycle,SBFC),基于EES(engineering equation solver)软件建立数学模型,分析了... 近年来,太阳能低温热发电技术作为可再生能源领域的研究热点受到越来越多的关注。文章针对太阳能平板集热器驱动的有机朗肯-闪蒸循环(solar binary-flashing cycle,SBFC),基于EES(engineering equation solver)软件建立数学模型,分析了7种制冷剂包括R601、R601a、R1233zd(E)、R600、R1234ze(Z)、R600a和R1234ze作为循环工质在SBFC系统中的应用潜力,并在系统净输出功最大的工况下,研究了集热器出口热水温度(80~100℃)对SBFC系统热力性能的影响规律。选用的性能指标参数有净输出功、热效率、第二定律效率、不可逆损失、换热器热导(UA,总传热系数与传热面积的乘积)和单位太阳能集热器面积净输出功。结果表明,在所研究的工况范围内,随着集热器出口热水温度的增大,SBFC系统的热力性能得到显著的提高,且工质的标准沸点温度越高,SBFC热力性能越好,其中R601具有较高的净输出功、热效率和第二定律效率,并且系统的不可逆损失较小,是一较理想的SBFC系统循环工质。 展开更多
关键词 低温太阳能热发电 太阳能平板集热器 有机朗肯-闪蒸循环 热力性能
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