能源危機和環(huán)境問題的加劇迫使人們尋求新能源加以利用。鋁是一種元素資源豐富、能量密度高的能量載體,利用高溫熔融鋁與水反應能以清潔環(huán)保的方式得到氫氣和熱量,并能避免鋁表面生成氧化膜阻礙反應的進行,從而提高反應效率。若能合理利用反應產生的熱進行熱電聯(lián)產,則能有效提高能量利用率。 本文提出三種基于鋁水反應的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的概念構型,系統(tǒng)包含的設備有鋁水反應器、汽輪機、供熱交換器、燃料電池和泵。通過在鋁水反應器中產生氫氣和水蒸汽,利用氫氣和水蒸汽在汽輪機內做功發(fā)電,經過汽輪機的氫氣進入燃料電池發(fā)電,汽輪機和燃料電池出口的水都經加壓泵進入鋁水反應器進行循環(huán)利用。利用汽輪機乏氣或燃料電池內化學反應放出的熱量向熱用戶供熱。分析得系統(tǒng)總能量利用率在70%左右,通過多工況計算,研究關鍵參數(shù)如汽輪機進口溫度、燃料電池利用效率、壓力等對整個系統(tǒng)性能的影響。 熱電聯(lián)產系統(tǒng)中反應器是一個關鍵設備,對合作單位自制研發(fā)的鋁水反應器進行傳熱特性進行研究,結合實驗結果建立了“三區(qū)”傳熱過程模型,基于傳熱模型編譯程序,根據(jù)螺旋管冷卻水的相不同而分區(qū)計算。通過計算多工況,研究反應區(qū)半徑、反應區(qū)高度、冷卻水流量以及產氫速率對反應...

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【學位級別】：碩士

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圖1.3Liang-Beckstead的招燃燒模型[74]

圖1.3Liang-Beckstead的招燃燒模型[74]產系統(tǒng)研究現(xiàn)狀燃料熱電系統(tǒng)

圖2.1OT布置流程圖

圖2.1OT布置流程圖在雙汽機乏氣供熱TT布置（圖2.2)中，設一個氫氣汽輪機和一個蒸汽汽輪機。水在進入反應器前分成兩路，一路作為氧化劑進入矩液參與反應，另一路作為冷卻介質進入換熱器，假設反應器出口蒸汽壓力總是比反應

圖2.2TT布置流程圖

圖2.2TT布置流程圖在雙汽機燃料電池供熱布置TTE中，作為熱用戶的換熱器和燃料電池在一起，在汽輪機后部設置冷凝器。汽輪機出口水蒸汽（乏氣）壓力證一定的干度以確保汽輪機安全。冷凝器使得汽機出口蒸汽/^。,，可以顯

圖2.3TTE布置流程圖

圖2.2TT布置流程圖在雙汽機燃料電池供熱布置TTE中，作為熱用戶的換熱器和燃料電池一起，在汽輪機后部設置冷凝器。汽輪機出口水蒸汽（乏氣）壓力一定的干度以確保汽輪機安全。冷凝器使得汽機出口蒸汽/^。,，可以顯，從而產生更多功和電。在燃料電池運行中，熱和電一起產生。由于行溫度不利....

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