【摘 要】
：
本研究以利用干热岩系统地热流体发电为背景,旨在构建一个新型高效的地热发电循环。从干热岩中获得的地热流体一般温度不高,而且含有化学物质和杂质,通常无法直接利用。本研究采用基于CO2的二元混合工质,构建了一个新型的跨临界发电循环,其新颖之处在于在几百米长的井下换热器中利用重力场实现了增压吸热过程,使循环的热收益增加,从而提高了循环的净输出功率。由于井下换热器中的增压、增温吸热过程及冷凝器中的等压、减温
论文部分内容阅读
本研究以利用干热岩系统地热流体发电为背景,旨在构建一个新型高效的地热发电循环。从干热岩中获得的地热流体一般温度不高,而且含有化学物质和杂质,通常无法直接利用。本研究采用基于CO2的二元混合工质,构建了一个新型的跨临界发电循环,其新颖之处在于在几百米长的井下换热器中利用重力场实现了增压吸热过程,使循环的热收益增加,从而提高了循环的净输出功率。由于井下换热器中的增压、增温吸热过程及冷凝器中的等压、减温放热过程与热源及冷源的温变过程均有更好的匹配,从而减少了温差换热的不可逆性,提高了循环效率。构建的循环包含了地上发电部份和地下传热部分的完整模型。模型中将包含井筒,地层和同轴套管换热器的三维传热模型简化为径向轴对称模型,使用了离散积分的计算方法,得到工质在井下流动换热的数值解,通过将地下、地上部分相关联,构成一个完整的系统模型。本研究采用构建的发电循环模型对整个发电系统的热力性能进行数值仿真和分析。对7种混合工质的比较分析表明,构建的发电循环采用R32/CO2作为工质具有最大的净输出功率。不同热源温度下对应于最大净输出功率的工质最佳混合比不同,需要通过循环性能的最优化来确定。此外,还通过数值仿真研究了以下参数对动力循环热力性能的影响:混合工质的质量分数,工质质量流量及其工质注入压力,地流体流量,及井下换热器长度。通过对采用三种不同循环工质（基于CO2的混合工质,水和CO2）的发电循环热力性能的比较分析,发现所构建的新型发电循环（采用混合工质R32/CO2）具有最佳的发电性能。常规有机朗肯循环与所构建的新型发电循环的比较表明:所构建循环的净输出功率优于常规有机朗肯循环。若考虑CO2混合工质透平单位功率成本较低的情况,当CO2混合工质透平单位功率成本是有机朗肯循环所采用透平的80%左右或更低时,所构建的新型发电循环的平准化电力成本（LEC）将低于有机朗肯循环。
其他文献
新能源汽车、航空航天以及船舶、电力装备等领域大量使用铝合金结构件,其连接多采用搅拌摩擦焊接技术完成,该技术对焊接装备的刚度性能要求较高。论文结合一种新型三维搅拌焊接装备的设计,研究了一种3UHU/UP并联机构（Tri-X）的刚度建模及优化设计问题,主要内容如下:（1）在Tri-X机构运动学分析的基础上,利用边界搜索算法,得到了Tri-X机构的可达空间,远大于同尺度下的Tricept机构;并根据任务
机器人辅助输尿管软镜术作为一种针对泌尿系统疾病而兴起的技术,可以有效地减轻泌尿外科医生的手术负担,提高手术质量和效率。本文围绕泌尿外科医生在进行机器人辅助输尿管软镜术中的实际需求,研究利用术中图像信息提升输尿管软镜手术机器人性能的可行性。由于人体自然腔道生理约束的存在,输尿管软镜在绕轴向旋转时存在明显的运动偏差,同时输尿管软镜末端空间狭小,难以安装可检测运动偏差的传感器。因此,本文针对输尿管软镜成
发动机小型强化是实现汽车节能减排和提高热效率的主要技术方法,但随之引起的超级爆震等异常燃烧现象会对发动机产生极强的破坏。超级爆震现象的产生与局部“热点”自燃密切相关,发动机中温度和浓度不均匀引起的反应性梯度会导致不同的自燃模式,而不同的自燃模式会导致不同程度的爆震,目前对于自燃模式及其转变机理尚不十分明确。本文基于非稳态反应流自适应模拟程序,在发动机工况下探究局部反应性梯度诱发自燃现象及对燃烧过程
随着我国制造业的快速发展,对制造装备的加工效率、加工精度提出了更高要求。混联机器人作为一种在串并联机器人基础上发展而来的新型加工构型装备,具有加工效率高、占地空间小、灵活性高等优点。但在实际加工过程中存在着加工误差较大、加工精度低的问题,国内外针对混联机器人的加工误差的预测以及补偿方法研究尚不完善。本文针对TriMule混联机器人铣削加工过程,基于广义回归神经网络建立了混联机器人铝合金铣削加工误差
随着我国汽车制造工业的不断进步与发展,汽车的数量越来越多,与此同时带来的噪声污染也更严重。国内外对于汽车噪声都有着严格的法规限制,而汽车的噪声大部分来自于发动机,控制发动机噪声能有效降低汽车的噪声。发动机的噪声可分为燃烧噪声、机械噪声以及空气动力噪声。其中,空气动力噪声与进排气系统以及风扇等有关,机械噪声则与发动机结构、传递路径及附件等相关,燃烧噪声则与发动机工作时燃烧产生的气缸内压力密切相关。燃
甲醇作为最具潜力的替代燃料之一,在内燃机上的应用一直以来都受到业界关注。但由于甲醇的汽化潜热大,冷机起动过程的蒸发速率低等特点,致使其冷机起动困难。因此,本文研究点燃式甲醇发动机冷机起动具有重要的研究意义。压缩空气辅助喷射技术可以较低的燃料供给压力来实现燃料的高雾化质量,喷雾SMD（Sauter mean diameter,索特平均直径）可达到10μm以内。本文以一台应用自主开发的进气道压缩空气辅
论文面向航空航天领域铝镁合金大型结构件的搅拌摩擦焊接需求,以一种同步双驱并联机器人为核心,深入开展搅拌摩擦焊混联机器人的运动学与工作空间分析、同步双驱控制策略与控制系统实现方法等方面的研究。首先,采用矢量法建立3-2PSS同步双驱并联机器人的运动模型,根据同步驱动约束条件,采用Newton-Raphson迭代算法构建搅拌摩擦焊主机头的正逆解数值算法。其次,根据同步双驱并联机构的结构和尺度参数,构建
高功率密度（high power density,HPD）柴油机因升功率高、可靠性好、质量轻等优点,被广泛用于军用动力源。但是HPD柴油机转速高、喷油量大、以曲轴转角计量的喷油持续期长,油气混合困难限制了功率密度的进一步提升。针对该问题,本文基于三维数值模拟,系统地研究了喷油角度、燃烧室结构参数对油气混合及燃烧过程的影响,并提出了改善策略。主要研究结果如下:研究发现适当的喷油角度（153°）有助于
当前由CO2过量排放导致的全球变暖问题受到广泛关注,碳捕集、利用与封存技术为该问题提供了一种有效的解决方案。碳捕集技术中,低温碳捕集技术凭借其无污染、产品纯度高、对原系统改动小等优点具有较好的应用前景。低温CO2捕集凝华过程中的参数特性和动态特性是低温碳捕集系统捕集率、能耗与扫除时间的微观表现。但目前低温CO2捕集技术相关研究集中于流程设计与参数特性方面,无法根据动态特性为实际操作提供相关指导。为
直喷式发动机因具有较高的压缩比、热效率和燃油经济性迅速占领发动机市场。对于中小型高速直喷式柴油机,由于燃烧室几何结构的限制,燃油喷雾撞击燃烧室壁面,进而形成附壁油膜,且以一种复杂的方式与火焰相互作用,对发动机性能、污染物排放和使用寿命等产生关键影响。当前对发动机燃烧火焰-壁面油膜的相互作用机理依然不清楚,故应对附壁油膜对预混火焰的燃烧特性和排放影响展开深入研究,为提高内燃机热效率与控制排放提供理论