太阳能资源量大、分布广、利用前景广阔。太阳能布雷顿循环技术对环境友好,适合分布式发电和多能互补,发展潜力大。
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回热是提高太阳能布雷顿循环系统效率的有效手段,回热器后的排烟温度约为270 ℃,利用这些余热产生水蒸汽并注入系统,即构成太阳能湿空气布雷顿循环系统,可进一步提高效率。本文基于意大利安萨尔多公司的T100微型燃气轮机,重点研究蒸汽注入位置及注蒸汽量对系统功率和效率的影响、湿空气对回热器运行特性的影响规律,并开展系统优化研究。vb连接sql数据库
模拟研究了在燃烧室、吸热器进口和回热器冷侧进口等处注入蒸汽时,100 kW级太阳能湿空气布雷顿循环系统运行特性,其最大净输出功分别为156.45 kW、154.67 kW和144.09 kW,效率最高分别为33.05%、33.16%和35.58%;其中,在回热器冷侧进口位置注蒸汽的效果最好。针对回热器冷侧进口注蒸汽系统,模拟研究了不同注蒸汽量对系统性能的影响,当注蒸汽量为59.1 g/s时,系统(?)效率最大为41.45%。点火加热装置
接搭建了回热器性能测试平台,研究了主表面式回热器在低温区的换热特性与阻力特性,建立了 天网搜索
CFD模型进行对比验证,获得了相应的经验关联式:Nua =4.402Rea0.837 Pra0.57、fa=23.55×10-3Rea-0.352。通过Fluent模拟,获得了回热器在额定工况下的换热系数为58.86 W/m2·K;当系统的注蒸汽量增加到59.1 g/s时,回热器的换热系数提高约10.06%,达到64.78 W/m2 K。
结合注蒸汽方案以及湿空气对回热器性能的影响,研究了当注蒸汽量为59.1 g/s时,回热器效能可提高1.14个百分点;太阳能吸热量为366 kW时,系统效率约为31.70%;在压比约为4.2时,系统效率达到最大值为31.51%,压比为10左右时,比功趋于稳定值约为178.63 kJ/kg;系统设置冷凝器,在压比为4.2时蒸汽回收率为9.0%,在压比为4.5时蒸汽回收率为9.5%。本文提出的太阳能湿空气布雷顿循环尾气余热回收方法可以提升回热器的换热性能,提高系统效率。
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