超臨界二氧化碳具有優(yōu)異的物理性質(zhì),如密度大、黏度低等;超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)熱效率高、設(shè)備體積小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單,應(yīng)用于太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中時(shí),優(yōu)勢(shì)明顯。超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)中的換熱器和吸熱器是太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,涉及的溫度范圍較寬（30～700 ℃）、壓力范圍較大（7～20 MPa）。為了掌握相關(guān)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),急需開展超臨界二氧化碳在較寬溫區(qū)內(nèi)的換熱特性,并探討聚光輻射條件下超臨界二氧化碳吸熱器的運(yùn)行規(guī)律。搭建了超臨界二氧化碳換熱試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)的溫度范圍30～500 ℃、壓力范圍7～15 MPa,超臨界二氧化碳流量范圍10～90kg/h。論文研究了超臨界二氧化碳在水平直圓管內(nèi)寬溫區(qū)內(nèi)的傳熱特性,分析了流量、壓力、溫度、熱流密度等因素對(duì)其傳熱特性的影響。當(dāng)超臨界二氧化碳的溫度處于準(zhǔn)臨界溫度附近時(shí),傳熱系數(shù)在準(zhǔn)臨界溫度處達(dá)到峰值。壓力越高,傳熱系數(shù)的變化越平緩,且傳熱系數(shù)的峰值越小。熱流密度越大時(shí),傳熱系數(shù)隨溫度的變化越平緩,傳熱系數(shù)的峰值越小,且傳熱系數(shù)達(dá)到峰值時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度隨著增加。當(dāng)超臨界二氧化碳的溫度處于高溫區(qū)域時(shí),流量是影響傳熱的主要因素。壓力和熱流密度對(duì)傳熱的影響較小,... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３不同工質(zhì)的渦輪機(jī)尺寸對(duì)比［７］??

?５．４１．１０—５?２．６８．?ＫＴ４??圖１．３所示的是以蒸汽、氦氣和超臨界二氧化碳為工質(zhì)的渦輪機(jī)尺寸和功率的對(duì)比，??由圖可見，超臨界二氧化碳渦輪機(jī)的尺寸最小，輸出功率最大，級(jí)數(shù)最少。這是由于超臨??界二氧化碳的密度較大，可以使得渦輪機(jī)尺寸變小，且壓比較小，級(jí)數(shù)變少［７］。??５ｍ???蒸汽輪機(jī)：５５級(jí)／２５０ＭＷ??氦氣輪機(jī)：１７級(jí)／３３３?ＭＷ??Ｓ＾ＣＣｈ氣輪機(jī)：４級(jí)／４５０ＭＷ???壓縮機(jī)與＾＆機(jī)尺寸相當(dāng)???圖１．３不同工質(zhì)的渦輪機(jī)尺寸對(duì)比［７］??圖丨．４所示的是二氧化碳的壓縮因子在臨界點(diǎn)附近隨溫度和壓力的變化�？梢缘弥�??壓縮因子在臨界或準(zhǔn)臨界溫度附近存在較大的突升，當(dāng)溫度低于準(zhǔn)臨界溫度時(shí)，壓縮因子??小于０．２３；當(dāng)超臨界二氧化碳處于高溫和高壓狀態(tài)時(shí)，壓縮因子將接近丨。事實(shí)上，壓縮??因子對(duì)于透平輸出功或壓縮機(jī)耗功有直接的影響，式（１．２）為單位質(zhì)量流量情況下渦輪機(jī)輸??出功或耗功的計(jì)算公式［８］。在動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)中，透平的工作溫度和壓力為高溫高壓狀態(tài)。??而在高溫高壓狀態(tài)下

主要設(shè)計(jì)參數(shù)為［１４］：堆芯出口溫度為６５０?°Ｃ，反應(yīng)堆熱功率為６００ＭＷ，系統(tǒng)??效率為４５．８％。Ｌｅｅ等［１５１設(shè)計(jì)了適用于模塊化先進(jìn)反應(yīng)堆的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)，??如圖１．６所示。透平入口溫度為３００?°Ｃ，壓力為２２?ＭＰａ，熱效率為３０％，輸出的電功率為??９０?ＭＷ。????：??Ｉ?１??Ｐｒｅｃ＇ｏｏｌｅ＇ｒ！??ｒ?＾?ｖ?Ｎ１１??Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ?；??丨‘屬―、二’??圖１．６超臨界二氧化碳再壓縮核反應(yīng)堆冷卻循環(huán)??在太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中，超臨界二氧化碳可采用直接式吸熱或間接式吸熱，如圖１．７??所示。直接式吸熱中，超臨界二氧化碳進(jìn)入吸熱器中吸收太陽(yáng)輻射的熱量；間接式吸熱中，??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超臨界壓力下CO2在螺旋管內(nèi)的混合對(duì)流換熱[J]. 王淑香,張偉,牛志愿,徐進(jìn)良.  化工學(xué)報(bào). 2013(11)
[2]超臨界二氧化碳在核反應(yīng)堆系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 黃彥平,王俊峰.  核動(dòng)力工程. 2012(03)

博士論文
[1]太陽(yáng)能空氣高溫集熱與陶瓷蓄熱的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究[D]. 王誠(chéng).浙江大學(xué) 2015
[2]太陽(yáng)能旋轉(zhuǎn)式高溫顆粒集熱特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 郭凱凱.浙江大學(xué) 2015
[3]CO2在螺旋管內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王淑香.華北電力大學(xué) 2014

碩士論文
[1]太陽(yáng)能腔式盤管空氣接收器的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 嚴(yán)亮.浙江大學(xué) 2015
[2]碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中腔式吸熱器光熱性能的數(shù)值研究及優(yōu)化[D]. 毛青松.華南理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3050141