基于遗传算法的有机朗肯循环系统换热器设计优化
2021-04-16任联章许俊俊
制冷 2021年1期
任联章,许俊俊
(1. 中国广核集团有限公司核电管理部,深圳 518000;2. 苏州热工研究院有限公司核安全与运行技术中心,深圳 518000)
1 引言
随着社会的发展,世界能源短缺问题的日益严峻。开发利用中低温热能有助于提高能源综合利用效率,降低能源成本。有机朗肯循环(ORC)发电系统采用氟利昂作为循环工质,具有结构设备简单、余热回收效率高等特点,是最有潜力的低品位余热资源利用技术[1]。ORC通常由循环泵、预热器、蒸发器、膨胀机、冷凝器等四大部件组成。其中,换热设备的设计参数不仅影响ORC系统的热力学性能,还直接影响设备成本[1][3]。
由于影响换热器性能的参数结构参数较多,如对于管壳式换热器,管径、管长、布管方式等因素都会影响换热器的性能。目前,换热器设计多采用经验方法设计,换热器设计关键参数根据经验值范围选取,按照经验传热关联式计算,通过迭代的方法检验设计是否合理。这种设计方法具备一定的经验性,设计结果不一定是最优的。因此有必要采用新的算法对换热器进行优化设计。
遗传算法(Genetic Algorithm,GA),已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域,它是现代有关智能计算中的关键技术[4]。遗传算法是一类借鉴生物界的进化规律(适者生存,优胜劣汰遗传机制)演化而来的随机化搜索方法。它是由美国的J.Holland教授1975年首先提出,其主要特点是直接对结构对象进行操作,不存在求导和函数连续性的限定;……
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