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Design Optimization and Operating Performance of S-CO_(2) Brayton Cycle under Fluctuating Ambient Temperature and Diverse Power Demand Scenarios

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Journal of Thermal Science 2024年第1期33卷 190-206页

作者： yang jingze yang Zhen DUAN Yuanyuan Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of MOE Beijing Key Laboratory for CO_(2) Utilization and Reduction TechnologyTsinghua UniversityBeijing 100084China

The supercritical CO_(2)(S-CO_(2)) Brayton cycle is expected to replace steam cycle in the application of solar power tower system due to the attractive potential to improve efficiency and reduce *** the concentrated solar power plant with thermal energy storage is usually located in drought area and used to provide a dispatchable power output,the S-CO_(2) Brayton cycle has to operate under fluctuating ambient temperature and diverse power demand *** addition,the cycle design condition will directly affect the off-design *** this work,the combined effects of design condition,and distributions of ambient temperature and power demand on the cycle operating performance are analyzed,and the off-design performance maps are proposed for the first time.A cycle design method with feedback mechanism of operating performance under varied ambient temperature and power demand is introduced *** show that the low design value of compressor inlet temperature is not conductive to efficient operation under low loads and sufficient output under high ambient *** average yearly efficiency is most affected by the average power demand,while the load cover factor is significantly influenced by the average ambient *** multi-objective optimization,the optimal solution of designed compressor inlet temperature is close to the minimum value of35℃ in Delingha with low ambient temperature,while reaches 44.15℃ in Daggett under the scenario of high ambient temperature,low average power demand,long duration and large value of peak load during the peak temperature *** the cycle designed with compressor inlet temperature of 35℃ instead of 44.15℃ in Daggett under light industry power demand,the reduction of load cover factor will reach 0.027,but the average yearly efficiency can barely be improved.

关键词： supercritical CO_(2)Brayton cycle ambient temperature fluctuating power demand scenarios design optimization off-design performance

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Multiparameter optimization and configuration comparison of supercritical CO_(2) Brayton cycles based on efficiency and cost tradeoff

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Science China(Technological Sciences) 2021年第10期64卷 2084-2098页

作者： LIU TianYe yang jingze yang Zhen DUAN YuanYuan Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of MOE Beijing Key Laboratory for CO_(2)Utilization and Reduction TechnologyTsinghua UniversityBeijing 100084China

Supercritical CO_(2)Brayton cycle has high efficiency,compactness,and excellent power generation *** the design of the cycle,some parameters,such as recuperator pinch point temperature difference(ΔTrec,pp),turbine inlet temperature(Ttur,in),and maximum cycle pressure(pmax),are often preset without ***,different preferences on efficiency and cost tradeoff can significantly affect the optimal design of the cycle,and the influence of different parameters on the design condition and the optimum cycle configuration becomes unclear as the preference *** this study,different preferences on efficiency and cost tradeoff are considered,and the effects of cycle configuration and optimization parameter addition on the tradeoff are *** addition,four configurations under different preferences on tradeoff are *** show that the design condition parametersΔT_(rec,pp) decrease and T_(tur,in) and pmax increase as the preference of thermal efficiency(W_(th))*** optimized parameters affect the results of the design point and cycle *** addition,the simple recuperative cycle and reheating cycle are recommended when low cycle initial cost dominates(W_(th)0.701).The decision maker can select appropriate configuration according to specific preferences.

关键词： supercritical CO_(2)Brayton cycle multi-objective optimization decision preference optimized parameter analysis cycle configuration comparison

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不同装机容量下S-CO_(2)塔式太阳能热发电系统的热力及经济性能分析

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太阳能学报 2022年第9期43卷 125-130页

作者：杨竞择杨震段远源清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室北京100084

建立超临界CO_(2)布雷顿循环塔式太阳能热发电系统的热力性能和经济性能模型,比较不同装机容量下系统的年均效率,分析系统中各项成本占比及其随容量增长的变化规律,提出进一步降低发电成本的方法。结果表明,主要受镜场效率的影响,系统... 详细信息

建立超临界CO_(2)布雷顿循环塔式太阳能热发电系统的热力性能和经济性能模型,比较不同装机容量下系统的年均效率,分析系统中各项成本占比及其随容量增长的变化规律,提出进一步降低发电成本的方法。结果表明,主要受镜场效率的影响,系统年均效率随装机容量增加先升后降,峰值为20 MW时的17.4%。发电成本随装机容量的增加而减小,由1 MW时的0.477美元/kWh降至100 MW时的0.125美元/kWh。减小镜场和储热的投资成本是降低大规模电站发电成本的关键。

关键词：太阳能热发电布雷顿循环热力学超临界CO_(2) 装机容量

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超临界二氧化碳布雷顿循环塔式光热系统及光伏-光热混合系统运行性能分析

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热力发电 2020年第10期49卷 93-100页

作者：杨竞择杨震段远源清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 清华大学二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室北京100084

本文对超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环塔式光热系统及光伏-光热混合系统在典型天气下的运行性能进行了研究。探究光热电站通过灵活调控出力,从而辅助间歇性出力的光伏电站发电并网的能力;分析光伏电站的接入对光热电站运行性能的影响... 详细信息

本文对超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环塔式光热系统及光伏-光热混合系统在典型天气下的运行性能进行了研究。探究光热电站通过灵活调控出力,从而辅助间歇性出力的光伏电站发电并网的能力;分析光伏电站的接入对光热电站运行性能的影响;对比S-CO2布雷顿再压缩和部分冷却循环所组成的光热电站在不同运行场景下的热力性能。研究结果表明:光热电站可与光伏电站良好地配合,实现混合电站高效发电并网;光伏电站的接入会导致光热电站的运行效率降低,如晴天时,为辅助光伏电站并网,再压缩循环光热电站的运行效率由20.23%降至18.34%;在光热电站独立发电的运行场景下,再压缩循环光热电站性能更优,而在混合电站联合发电的运行场景下,部分冷却循环光热电站性能更优。

关键词：超临界二氧化碳塔式光热系统光伏-光热混合系统再压缩循环部分冷却循环热效率

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聚乳酸/聚己内酯共混材料的性能研究

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工程塑料应用 2013年第5期41卷 26-28页

作者：杨静泽胡珊高虎亮中国地质大学材料与化学学院武汉430074

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混材料,研究了PLA/PCL共混材料的动态力学性能、力学性能、热性能和微观形貌。结果表明,制备的PLA/PCL共混材料为部分相容体系;材料拉伸强度随PCL含量的增加先增加后降低,当PCL质... 详细信息

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混材料,研究了PLA/PCL共混材料的动态力学性能、力学性能、热性能和微观形貌。结果表明,制备的PLA/PCL共混材料为部分相容体系;材料拉伸强度随PCL含量的增加先增加后降低,当PCL质量分数为30%时,材料的拉伸强度为55.9 MPa,比纯PLA提高了8%;冲击强度随PCL含量的增加而增大,当PCL质量分数为50%时,材料的冲击强度为14.7 kJ/m2,比纯PLA提高了2.5倍。

关键词：聚乳酸聚己内酯共混材料性能

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聚乙二醇对聚丙烯复合材料非等温结晶动力学的影响

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塑料科技 2017年第1期45卷 26-30页

作者：杨静泽李贵阳范龙武汉金发科技有限公司湖北武汉430056 金发科技股份有限公司广东广州510663

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚乙二醇(PEG)对聚丙烯复合材料非等温结晶行为的影响,并采用Jeziorny法和Mo法分析了复合材料的非等温结晶曲线。结果表明:PEG的添加降低了聚丙烯复合材料的结晶温度,对聚丙烯结晶的成核及晶体生长均产生... 详细信息

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚乙二醇(PEG)对聚丙烯复合材料非等温结晶行为的影响,并采用Jeziorny法和Mo法分析了复合材料的非等温结晶曲线。结果表明:PEG的添加降低了聚丙烯复合材料的结晶温度,对聚丙烯结晶的成核及晶体生长均产生一定影响。当PEG用量由0增至5份时,复合材料的结晶峰温度和初始结晶温度降低,结晶速率增大。

关键词：聚乙二醇聚丙烯复合材料非等温结晶动力学

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水蒸气对钙基CO2吸收剂煅烧-碳酸化反应的影响

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燃烧科学与技术 2016年第4期22卷 311-316页

作者：李泽华杨竞择牛少博汪印姚洪华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074 中国科学院城市环境研究所中国科学院城市污染物转化重点实验室厦门361021

利用热重分析仪和固定床反应器分别研究了水蒸气对CaCO_3煅烧和CaO碳酸化反应的影响,以及吸收剂活性提升机理.结果表明:煅烧气氛中添加水蒸气或氮气可促进CaCO_3的分解,且水蒸气促进程度更高,主要是因为水蒸气导热系数高,气固换热量更大... 详细信息

利用热重分析仪和固定床反应器分别研究了水蒸气对CaCO_3煅烧和CaO碳酸化反应的影响,以及吸收剂活性提升机理.结果表明:煅烧气氛中添加水蒸气或氮气可促进CaCO_3的分解,且水蒸气促进程度更高,主要是因为水蒸气导热系数高,气固换热量更大,传热效率更高.煅烧气氛中添加水蒸气或氮气都能提升煅烧产物CaO的活性,且氮气提升的程度更高,主要是因为氮气气氛下CaCO_3颗粒烧结程度稍低.相比于纯CO_2碳酸化气氛,碳酸化气氛中添加水蒸气后,CaO活性提升了近一倍.

关键词：水蒸气 CaCO3 分解率换热量 CaO 活性

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镀金表面光子晶体光纤温度传感特性仿真分析

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光通信研究 2024年第4期4期(18)卷 51-56页

作者：杨松岩何巍张钰民刘砚涛马思琪杨竞泽北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192 北京强度环境研究所北京100076

【目的】针对表面等离子体共振(SPR)光子晶体光纤(PCF)温度传感器制作难度较大的问题,文章提出了一种D型结构PCF温度传感器,对其空气孔微结构及排布进行了设计,并采用在光纤抛光表面涂覆金层的方法来激发光纤SPR。【方法】采用乙醇作为... 详细信息

【目的】针对表面等离子体共振(SPR)光子晶体光纤(PCF)温度传感器制作难度较大的问题,文章提出了一种D型结构PCF温度传感器,对其空气孔微结构及排布进行了设计,并采用在光纤抛光表面涂覆金层的方法来激发光纤SPR。【方法】采用乙醇作为温敏材料,将温敏效应作为温度传感机制,达到温度传感的效果。采用有限元分析方法分别对金层厚度和光纤椭圆空气孔尺寸进行仿真,分析不同条件下纤芯模式与表面等离子模式之间的耦合特性,优化传感器结构。【结果】对传感器温度特性进行仿真,在-80~80℃范围内,传感器温度灵敏度为3.4 nm/℃,线性度优于0.96963。【结论】文章所设计的温度传感器具有较宽的温度检测范围和良好的灵敏度与线性度,可应用于工业、农业和医学等领域的温度实时监测。

关键词：温度传感器光子晶体光纤表面等离子体共振有限元法

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O2/CO2/水蒸气气氛下煤的燃烧对石灰石分解行为的影响

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燃烧科学与技术 2017年第1期23卷 75-80页

作者：李泽华李智伟牛少博杨竞择罗光前姚洪汪印中国科学院城市环境研究所中国科学院城市污染物转化重点实验室厦门361021 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

钙基CO_2吸收剂再生过程中,石灰石的分解需要大量能量.本文提出用煤的燃烧为石灰石分解提供能量,并研究了O_2/CO_2/水蒸气气氛下煤的燃烧对石灰石分解行为的影响.实验结果表明,过量氧气系数增大可以抑制CO和H_2的生成,促进硫化反应,从... 详细信息

钙基CO_2吸收剂再生过程中,石灰石的分解需要大量能量.本文提出用煤的燃烧为石灰石分解提供能量,并研究了O_2/CO_2/水蒸气气氛下煤的燃烧对石灰石分解行为的影响.实验结果表明,过量氧气系数增大可以抑制CO和H_2的生成,促进硫化反应,从而降低SO_2的排放,然而也会促进NO的排放.煤的燃烧会使分解产物CaO活性降低,但水蒸气的添加又提升了产物的活性.水蒸气的添加还会促进硫化反应,使SO_2排放得到控制.

关键词：石灰石煤燃烧过量氧气系数水蒸气 CaO活性

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膝关节骨性关节炎全膝关节置换术中新型改良3D PSI的应用效果观察

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昆明医科大学学报 2024年第3期45卷 84-91页

作者：胡清李川史冲阮默杨靖泽解放军联勤保障部队九二〇医院骨科云南昆明650100

目的探究膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis,KOA)全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)中新型改良3D打印个体化导向(patient specific in-strumentation,PSI)的应用效果。方法选取2021年1月至2022年1月解放军联勤保障部队九二〇医院100例KOA患者,采用随机数字表法分为2组,每组50例。对照组采用常规TKA治疗,研究组采用新型改良3D PSI辅助TKA治疗。观察患者手术情况、术后康复情况、并发症、假体组件位置偏差、膝关节活动度(range of motion,ROM)、下肢力线参数[冠状位股骨远端机械轴外侧角(mechanical lateral distal femoral angle,mLDFA)、下肢机械轴夹角(hip-knee-ankle,HKA)]、步态参数(支撑时间百分比、步幅、步速)、膝关节功能(hospital for special surgery,HSS评分)、生活质量(arthritis impact measurement scale 2,AIMS2评分)。结果研究组患者术中及术后出血量、术后2 d引流量较对照组少,手术时间、住院时间均较对照组短(P0.05)。结论新型改良3D PSI辅助TKA治疗KOA能优化手术情况,提高操作精度,改善患者下肢力线,促进肢体功能恢复,有助于提高生活质量,且具有较高安全性。

关键词：膝关节骨性关节炎全膝关节置换术个体化导向 3D打印下肢力线参数膝关节活动度并发症

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