「文獻筆記」回熱器中夾點問題的研究-超臨界二氧化碳布雷頓循環

2021-01-08 新能源領域前沿研究

回熱器

在超臨界二氧化碳布雷頓循環的研究和設計過程中， 回熱器對提高循環效率起到了很大作用， 但是由於二氧化碳物性的特點， 夾點問題對回熱器換熱效能的影響較為明顯，回熱器效率會進一步嚴重影響整個動力循環的熱效率。

圖1. 簡單回熱布雷頓循環

夾點問題

圖2. 回熱器中冷熱流體換熱溫差變化

二氧化碳比熱在臨界溫度附近的劇烈變化，導致換熱器中最小溫差出現在lhuanreqi內部，使得傳熱惡化——夾點問題。

圖3. 不同溫度壓力下二氧化碳的比熱容

主要內容

針對超臨界二氧化碳布雷頓循環存在的夾點問題， 從循環設計角度進行了深入細緻的分析， 並在換熱器效能公式的基礎上提出了不同初、終參數下夾點問題是否出現的判定方法。分析了不同邊界條件下回熱型超臨界布雷頓循環出現夾點問題的臨界條件， 得到了判定是否出現夾點問題的公式， 可用於指導循環的設計。

研究結論

1. 回熱器中夾點問題判定依據：

2. 對於布雷頓循環，回熱器內熱流體的壓力越大，回熱器中出現夾點問題時的預冷器進口溫度臨界值越髙； 回熱器內冷流體的壓力越大， 預冷器出口溫度臨界值越小。

3. 對於理想超臨界二氧化碳回熱循環， 預冷器出口臨界溫度與透平進氣壓力、透平排氣壓力呈線性關係。

參考：趙文升等. 超臨界二氧化碳布雷頓循環夾點問題研究.工程熱物理學報， 2020.

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