以蒸汽和R245fa为介质的有机朗肯循环蒸发器设计及测试研究
2021-11-01王大彪李思冲毛联飞
东北电力大学学报 2021年5期
关键词:设计
王大彪,李思冲,史 琳,段 捷,毛联飞
(1.福州大学机械工程及自动化学院车辆工程系,福建 福州 350108;2.清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084;3.中国航天科技集团第六研究院系统工程部,陕西 西安 710100;4.中国长江动力集团有限公司新能源事业部,湖北 武汉 430000)
近年来,国内外学者对有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)进行了大量研究,包括循环参数优化[1,2]、工质优选[3,4]、循环对比[5,6]、部件设计分析[7,8]、小型实验台实验分析[9-11]等方面,国外已有较为成熟的运行的机组,而国内企业则是刚刚进入商业化样机开发的阶段[12].然而受制于系统技术及经济性的双重影响,目前在没有得到政府额外补贴的情况下,能实现商业运行的ORC电站仍较少.技术方面的限制包括关键部件,如涡轮、蒸发器、冷凝器的设计及加工不合理,导致系统性能未能达到要求.经济方面的限制则包括系统热效率低和运行效率低所造成的收益减少,以及过大冗余设计造成的设备初投资增加.有机工质蒸发器是ORC机组成本最高的部件之一,同时,其性能对机组正常运行有直接影响,准确合理地设计蒸发器对ORC机组的技术经济性十分重要.已有的ORC实验研究中,机组功率等大多小于5 kW[11],较少进行专门的部件设计及验证研究[13-14].大部分的ORC系统研究针对定比热的热源,如地热水[15-17]、导热油[18]、烟气[10,19,20],针对饱和水蒸汽进行ORC能量回收相关研究还缺乏,而通过相变换热的饱和蒸汽是工业中常见的一种废热形式也……
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