二氧化碳混合物作为太阳能发电厂动力循环的立异作业流体的技术经
文章来历
作者：Yingzong Liang, Jiansheng Chen, Xianglong Luo, Jianyong Chen, hi Yang, Ying Chen.
论文标题：Simultaneous optimization of combined supercritical CO? Brayton cycle and organic Rankine cycle integrated with concentrated solar power system [J].
期刊号：Journal of Cleaner Production,2020,266
全文导读
本文研讨了一种新式的超临界二氧化碳（英文简称sCO?）布雷顿循环-有机朗肯循环与熔盐太阳能塔式热发电体系的联合优化。sCO?布雷顿循环选用两级紧缩中冷规划。有机朗肯循环作为底部循环，以收回布雷顿循环的废热，然后发生额定的动力。因为其杂乱性，集成体系触及多个自由度，这使得运用元启发式办法进行优化具有挑战性。为了处理这个问题，本文开发了一个根据方程的模型，该模型能够一起优化集成体系的流体热力学性质和流程质量/热平衡。
本文将该问题描绘为一个非线性规划模型，并提出了一种定制的两步求解战略以进步其求解功率。数值研讨表明晰所提出的优化办法的有效性，以及集成体系的功率的准确性。模型的求解时刻小于224 CPU秒。
成果表明，与文献成果比较，该办法可增加高达3.6%的热功率；与再紧缩循环比较，优化的中冷规划将净功率输出进步了2.7%；再紧缩循环-有机朗肯循环规划增长了3.5%；联合中冷循环-有机朗肯循环规划一共增长了4.4%。
图1 集成CSP-sCO?中冷布雷顿循环-ORC体系流程图
图2 集成CSP-sCO?再紧缩布雷顿循环-ORC体系流程图
成果评论
sCO?布雷顿循环选用中冷规划，以下降CO?紧缩能耗。增加了一个ORC循环，以进一步使用布雷顿循环冷却器排出的废热发电。为了使集成体系的输出功率最大化，本文建立了根据方程的NLP模型。选用定制的两步战略来推进模型处理方案。三个核算研讨证明晰同步优化办法和集成规划方案的有效性。
与参阅成果比较，同步法的整体功率相对进步了2%～4%。成果表明，中冷有利于进步体系的功能，与再紧缩规划比较，中冷使体系的净输出功率进步了2.7%。布雷顿循环附加ORC使净功率输出增加了3.6%～4.4%。
本文还进行了灵敏度剖析，以深化了解集成体系规划：研讨发现890～910K左右的涡轮进口温度为太阳能接收器功率和布雷顿循环功率供给了杰出的平衡；紧缩机进口压力（7.55～8.13MPa）略高于CO?临界压力（7.38MPa），有利于进步体系功率；中冷规划在榜首级紧缩时首选较低的压力比，在第二级紧缩时首选较高的压力比。
考虑到CSP设备的经济、动力和环境功能，未来的研讨将扩展到整个CSP设备的多目标优化。且为涡轮机、回热器和具有动态太阳辐射和热能存储的集中式太阳能子体系开发优化友爱的模型是很有必要的。此外，归纳体系的一起优化将会考虑杂乱的权衡，包含体系的出资、运营本钱、赢利和对环境的影响。
