检索结果-南通市图书馆

基于金属铝水反应的固体氧化物燃料电池/氦氙布雷顿循环动力系统研究

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推进技术 2022年第10期43卷 50-58页

作者：王佳宾徐虎董平陶春德郭兆元哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150000 中国船舶重工集团705研究所陕西西安710000

为了提高水下动力装置的能量密度,基于金属铝水反应高能量密度的特点,联合闭式布雷顿循环与固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)构造了一种闭式无空气推进(Air independent propulsion,AIP)动力装置,以100kW输出功率为设计... 详细信息

为了提高水下动力装置的能量密度,基于金属铝水反应高能量密度的特点,联合闭式布雷顿循环与固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)构造了一种闭式无空气推进(Air independent propulsion,AIP)动力装置,以100kW输出功率为设计目标进行数学模型的建立,通过布雷顿循环与SOFC循环换热特点进行迭代分析,分别以最大化铝水放热量和提高铝水反应热品质为目标搭建了两个动力系统,并确定了联合动力装置的功率分配和主要参数的设计。结果表明:以提高铝水反应热品质为目标的系统在效率和能量密度方面更具优势。SOFC输出功率占50.98kW,布雷顿循环占49.13kW,系统发电效率为40.02%。

关键词：固体氧化物燃料电池闭式布雷顿循环联合动力装置热力性能分析系统设计

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一种新型沼气和太阳能互补的分布式能量系统

工程热物理学报 2018年第9期39卷 1879-1883页

作者：苏博生张筱松韩巍王泽峰中国科学院工程热物理研究所分布式冷热电联供系统北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 海南大学机电工程学院海口570228

利用可再生能源,有望进一步提升分布式能量系统的热力性能,降低对化石能源的依赖,从而降低碳排放。本文基于污水处理厂的用能情况,提出一种沼气和太阳能互补的新型分布式能源系统。相比于沼气直接燃烧利用,沼气在新系统中首先参与沼气... 详细信息

利用可再生能源,有望进一步提升分布式能量系统的热力性能,降低对化石能源的依赖,从而降低碳排放。本文基于污水处理厂的用能情况,提出一种沼气和太阳能互补的新型分布式能源系统。相比于沼气直接燃烧利用,沼气在新系统中首先参与沼气重整过程,吸收聚集的太阳能转变为更高热值的合成气,进而在冷热电子系统中进行利用。新系统实现了沼气的间接燃烧,减少了沼气燃烧过程的不可逆损失,实现了太阳能品位的提升和化学储存。本文建立了该新系统的动态热力过程模型,以西藏拉萨作为参考地域,得到了系统全年的热力性能。研究表明:相比于沼气和太阳能单独利用系统,新系统多生产299.3 MWh(7%)电能和58.7 MWh(54.9%)冷能,每年节省16340 m3(标况)(11.7%)天然气。本研究为沼气高效利用提供了一种新型技术方案。

关键词：沼气重整太阳能利用冷热电三联供热力性能分析

变工况下超超临界机组抽汽过热度利用方案的比较分析

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热能动力工程 2016年第1期31卷 71-75,134页

作者：刘颖华神华国华(北京)电力研究院有限公司北京100025

针对大型超超临界机组热力系统回热抽汽过热度偏高的问题,研究了变工况条件下超超临界机组回热系统抽汽过热度的变化特点,并且对外置式蒸汽冷却器和回热式小汽轮机两种过热度利用方案的热力性能及节能效果进行了比较和分析。结果表明:... 详细信息

针对大型超超临界机组热力系统回热抽汽过热度偏高的问题,研究了变工况条件下超超临界机组回热系统抽汽过热度的变化特点,并且对外置式蒸汽冷却器和回热式小汽轮机两种过热度利用方案的热力性能及节能效果进行了比较和分析。结果表明:外置式蒸汽冷却器方案和回热式小汽轮机方案在各种工况均能有效地降低超超临界发电机组的抽汽过热度,降低机组煤耗;回热小汽机方案可以同时降低多级抽汽过热度,因而其节能效果要好于一级外置式蒸汽冷却器的过热度利用方案,在设计工况下回热小汽机方案可节能1.34g/(k W·h),约为外置式蒸汽冷却器方案的2倍;当负荷降低时,外置式蒸汽冷却器方案的节能效果略有增强,而回热式小汽轮节能效果则明显降低,两方案节能效果相接近。

关键词：超超临界机组变工况过热度利用热力性能分析

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英文摘要

热能动力工程 2016年第11期31卷 116-126页

混合工质功冷联产循环与吸收式制冷循环的热力性能分析与比较=Analysis of the Thermal Performance of a Hybrid Working Medium Power and Cooling Cogeneration Cycle and an Absorption Type Refrigeration Cycle and Their Comparison [刊,汉] CHEN Yi, HAN Wei （Institute of Engineering Thermophysies, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China, Post Code ： 100190）, SUN Liu-li （ State Nuclear Power Technology R＆D Centre, Beijing, China, Post Code ： 100190）//Journal of Engineering for Thermal Energy ＆ Power. - 2016, 31 （ 11 ）. -1 -6Compared with a traditional single absorption type refrigeration cycle, a hybrid working medium power and cooling cogeneration cycle will be favorable to enhancing the utilization efficiency of the intermediate temperature waste heat from an industry, however, the study of the mechanism governing the enhancement of the performance and efficien- cy is still not going deep into enough. Models for a simplified ammonia-water power and cooling cogeneration cycle system and an ammonia-water absorption type refrigeration cycle system were established and a fair bench mark for comparison was proposed. Through an analysis and comparson of the flow path, structure and thermodynamic characteristics, the difference between the hybrid working medium power and cooling cogeneration cycle and absorption type refrigeration cycle in the energy conversion and utilization was revealed and the mechanism governing the enhancement in the performance of the power and cooling cogeneration cycle was also analyzed.

关键词：英文摘要吸收式制冷循环 power hybrid Power 热力性能分析 Hybrid Post

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2019年《热能动力工程》索引

热能动力工程 2019年第12期34卷 I0001-I0018页

考虑瞬态热力耦合效应的增材制造支撑结构拓扑优化设计

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考虑瞬态热力耦合效应的增材制造支撑结构拓扑优化设计

作者：曹佳薇大连理工大学

学位级别：硕士

增材制造(Addictive Manufacturing)通过材料层层累积的方式能够实现复杂结构的制备。然而,此工艺过程通常需要添加支撑结构,以避免大悬挑部位在制造工程中出现坍塌。此外,增材制造过程中热量的大量汇入会产生较大的温度梯度,引发严重... 详细信息

增材制造(Addictive Manufacturing)通过材料层层累积的方式能够实现复杂结构的制备。然而,此工艺过程通常需要添加支撑结构,以避免大悬挑部位在制造工程中出现坍塌。此外,增材制造过程中热量的大量汇入会产生较大的温度梯度,引发严重的翘曲变形和残余应力,需要合理添加支撑结构以限制翘曲、增强热扩散减少温度梯度。现有增材制造技术生成的支撑结构通常处于材料过度添加状态,对支撑合理设计从而降低制造成本成了关键问题。引入先进拓扑优化技术设计出结构性能优异且能够被制造的支撑结构也是主要技术难点。本文将针对支撑结构设计问题,考虑增材制造过程中的热力耦合瞬态效应影响,研究建立考虑瞬态效应的热力耦合结构拓扑优化设计的理论和方法;以此为基础,实现基于考虑热力耦合瞬态效应的结构拓扑优化方法的支撑结构宏观构型设计、面向增材制造的点阵材料支撑结构材料微结构构型设计,实现结构件的热变形和热应力缓和。具体研究内容及成果如下:(1)考虑瞬态效应的热力耦合结构拓扑优化方法。增材制造成形过程中结构经历严重的强热力耦合作用、瞬态效应。支撑结构构型设计必须考虑热力耦合环境和瞬态效应的影响。本文首先研究支撑结构的构型设计方法,基于瞬态热力耦合分析的基础上,建立了考虑瞬态效应的热力耦合结构拓扑优化模型和求解方法。为了解决考虑耦合效应带来的计算量大的问题,本文试探是否可通过最优散热结构的设计,实现支撑结构构型设计,建立了最优散热性能的结构构型设计模型。通过具体算例的对比分析,发现考虑瞬态效应的方法与基于最优传热性能设计的方法获得的结构构型差别较大。支撑结构构型设计需要考虑瞬态效应和热力耦合的影响。(2)考虑瞬态效应的热力耦合支撑结构宏观构型优化设计。建立通过设计支撑结构宏观构型,实现支撑结构优化的设计方法。根据建立的模拟增材制造过程的瞬态热力耦合分析模型,研究了多种打印状态下支撑结构构型设计问题。主要思想是以结构件瞬时热变形的时间积分最小为优化目标,考虑支撑结构体积约束建立了瞬态热力耦合拓扑优化模型;基于伴随法推导了目标函数对设计变量的敏度,采用梯度优化算法实现优化模型的求解,通过商用有限元软件模拟了此物理问题。最后,通过对典型算例进行优化设计和数值分析,模拟单层扫描、往返扫描两种扫描方式,增加支撑域中间有打印障碍、上表面为“凹凸”表面等状态分别拓扑,得到对应问题的不同支撑结构优化设计构型,验证了方法的有效性。(3)面向增材制造的点阵材料支撑结构的微结构构型优化设计方法。研究建立以点阵材料作为支撑结构的支撑结构微结构设计方法。在考虑瞬态热力耦合的宏观支撑结构优化设计方法上,引入微单胞,以单胞杆件厚度变化对应的体分比参数作为变量,研究支撑结构性能。以支撑结构上表面位移平方和作为目标函数,建立了能表征支撑结构性能最优的拓扑优化模型。通过将多种单胞填充的优化支撑结构上表面变形同宏观支撑结构的上表面变形比较,找到最佳支撑构建方法。

关键词：热力耦合热力性能分析瞬态热分析增材制造支撑结构

SOFC-GT-Kalina联合循环系统性能研究

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同方学位论文库

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SOFC-GT-Kalina联合循环系统性能研究

作者：杨倩中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

电是工业企业及居民生活的必需品,随着我国经济的快速发展,对电力的需求量也越来越高。但是传统的发电方式有发电效率低、污染较严重、能源浪费等特点,所以高效清洁的热力循环系统的设计和优化一直是热力学发展的重要方向。本文基于“... 详细信息

电是工业企业及居民生活的必需品,随着我国经济的快速发展,对电力的需求量也越来越高。但是传统的发电方式有发电效率低、污染较严重、能源浪费等特点,所以高效清洁的热力循环系统的设计和优化一直是热力学发展的重要方向。本文基于“温度对口、能量梯级利用”针对常规联合循环中燃烧热损失大和尾气利用不充分的缺点,提出了SOFC-GT-Kalina联合循环系统。利用Aspen Plus和内置的Fortran计算程序进行模拟,并基于能量分析方法、(火用)分析方法提出性能评价指标。研究了不同工况下主要运行参数对联合循环系统性能的影响,包括固体氧化物燃料电池(SOFC)操作压力、电流密度、空气流量、燃料利用率等。结果表明,新系统在特定工况下的发电效率和(火用)效率分别可高达73.13%和70.69%,充分证明其高效性。通过图像(火用)分析,Kalina循环相比Rankine循环换热过程有了一定程度改进,(火用)损失有所降低,发电功率有所增加。通过变工况分析,随着SOFC操作压力增加,系统总电效率和(火用)效率先增后减,在操作压力为10 bar时取得最大值。存在最佳电流密度349.5 mA/cm2和最佳燃料利用率0.8使系统性能最佳。通过对余热利用方式Kalina循环进行多参数优化研究,存在最佳氨水质量浓度0.65和氨蒸汽透平压比33使得Kalina循环的综合性能达到最优。通过对每个设备和部件进行(火用)分析,得出系统中(火用)损失最大的部位为燃料电池和后燃室。

关键词： SOFC Kalina 联合循环热力性能分析 (火用)分析

基于太阳能与天然气互补的燃气轮机分布式供能系统研究

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基于太阳能与天然气互补的燃气轮机分布式供能系统研究

作者：李猛华北电力大学

学位级别：硕士

能源互联网时代的到来,使能源体系的发展更加合理和健全。传统的能源结构存在较大的弊端,大量化石能源的使用不仅效率低,而且环境性能较差,不符合可持续发展的政策。可再生能源的开发与利用是未来能源发展的趋势。在新的能源互联网时代... 详细信息

能源互联网时代的到来,使能源体系的发展更加合理和健全。传统的能源结构存在较大的弊端,大量化石能源的使用不仅效率低,而且环境性能较差,不符合可持续发展的政策。可再生能源的开发与利用是未来能源发展的趋势。在新的能源互联网时代下,分布式供能系统占有重要的地位,多能互补的分布式供能系统是国内外研究的热点。本学位论文依托国家自然科学基金等科研项目,在能源可持续发展的大背景下对太阳能与天然气互补的分布式供能系统进行了研究。首先对槽式太阳能集热器系统与燃气轮机系统集成,建立了燃机太阳能子系统。根据分布式供能系统余热阶梯利用原理引入烟气型溴化锂吸收式制冷机组和换热器来制取冷和热。通过建立这样一套太阳能与天然气互补的分布式供能系统,然后对系统进行热力性能分析和(火用)经济性分析。对该分布式供能系统进行设计工况和变工况下的热力性能分析,从能量平衡和(火用)平衡的角度对系统进行分析。通过改变集热面积、燃机最高循环温度、太阳辐射强度等重要参数研究系统的热力性能变化,以及夏季工况和冬季工况下系统热力性能对比。通过对系统建立基于能品位的成本分摊模型对系统多产品(火用)成本分析计算,从(火用)的角度去分析系统中各设备(火用)成本损失情况,最后对影响产品(火用)成本的主要参数进行敏感性分析。

关键词：燃气轮机槽式太阳能集热器吸收式制冷机组热力性能分析 (火用)经济性分析

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新型吸收/跨临界复合制冷系统特性研究

新型吸收/跨临界复合制冷系统特性研究

作者：蒋云云浙江大学

学位级别：硕士

近年来,随着社会的快速发展,人类对能源的需求越来越大,能源短缺问题引起了广泛关注。低品位能源的开发及利用,如太阳能、地热能、工业废热、余热等,开始受到重视。吸收式制冷技术具有利用低品位热制冷的优点,但是对低于700C的低品位热... 详细信息

近年来,随着社会的快速发展,人类对能源的需求越来越大,能源短缺问题引起了广泛关注。低品位能源的开发及利用,如太阳能、地热能、工业废热、余热等,开始受到重视。吸收式制冷技术具有利用低品位热制冷的优点,但是对低于700C的低品位热能尚难有效利用。现今,吸收/压缩复合制冷技术已能解决利用温度比较低的热能有效制冷的问题,但是仍然无法解决利用40～600℃极低品位热能有效制冷的难题。因此,本文对一种新型的两级吸收/跨临界复合制冷系统的特性进行了研究。研究内容主要包括以下几个方面：(1)提出了一个新型吸收/跨临界复合系统,阐述了其组成及工作原理。(2)对新型吸收/跨临界复合制冷系统,利用EES、Refprop等软件自行编制程序,进行了热力学计算,分析了发生温度、蒸发温度、冷凝温度、吸收温度、中间温度等对系统性能的影响。对三种不同工质应用于跨临界子系统时新型复合系统的性能也进行了分析、比较。最后,将新型复合系统与其他三种可利用跨临界系统排热的系统进行了对比研究。(3)在对新型吸收/跨临界复合制冷系统的各个部件进行结构设计和选型基础上,建立了各部件、子系统及复合系统的稳态集中参数模型,对其进行模拟计算。根据文献中公开的与跨临界系统、两级吸收制冷系统相关的实验数据进行对比验证,模拟结果与实验值的平均偏差在5-10%左右,表明本文所建立的模型具有较高的精度。基于上述模型,对新型复合制冷系统进行了变工况模拟研究,分析外部参数的变化对整个复合系统性能的影响。通过本文的研究表明复合系统能有效利用40～55℃左右的低品位热,在本文假定的工况下,性能较传统两级吸收式制冷系统性能高10～50%,较常规跨临界系统性能可提高50%以上,提高了跨临界子系统的能量转换效率。本文的研究为后续进行系统的优化及实验验证奠定了基础。

关键词：吸收式制冷跨临界制冷复合系统热力性能分析模拟研究