燃料化學能與物理能綜合梯級利用的熱力循環(huán).pdf

1、該論文圍繞新的熱力循環(huán)及其能量轉化利用機理的若干核心科學問題,開展研究、提出用于傳統(tǒng)火電站更新改造的給水加熱型聯(lián)合循環(huán)、化學間冷熱力循環(huán)和太陽能與甲醇互補型的能源動力系統(tǒng).這三個系統(tǒng)及其核心科學問題所涉及的新概念、新構思、新機理是國家重要科研項目—國家自然科學基金"動力系統(tǒng)聯(lián)合循環(huán)升級熱力學規(guī)律研究和系統(tǒng)創(chuàng)新"、國家重點基礎發(fā)展規(guī)劃"新型廣義總能系統(tǒng)與其全息性能和規(guī)律"和國家自然科學基金重點"適合西部多功能能源系統(tǒng)"的重要研究內容,并有

2、其廣闊的應用前景.面對中國200MW以下中小火電機組更新淘汰的局面,該文研究適合中國傳統(tǒng)火電站更新改造升級的給水加熱型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng).采用EUD圖像(火用)分析方法探討聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)內部能量轉換利用規(guī)律和提高汽輪機電站性能的機理.通過系統(tǒng)集成技術與全三維通流部件技術的相互綜合交叉,分別對50MW、125MW、200MW三種汽輪機發(fā)電機組的給水加熱型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的總體熱力特性進行模擬分析.該文采用熱力學體系的一般(火用)函數(shù)和吉布斯自由焓函數(shù)

3、,建立燃料化學能釋放過程中燃料(火用)、反應過程最大作功能力ΔG與物理(火用)的普適關系,將三種不同作功能力清晰表達為燃料能的品位、燃燒反應品位與卡諾循環(huán)效率的形式,以突破傳統(tǒng)純熱力循環(huán)中物理能梯級利用的單一模式.基于甲醇化學能能量釋放新機理,該文提出中溫太陽能與甲醇燃料互補型的能源動力系統(tǒng).為此,還探討不同能源綜合梯級利用的系統(tǒng)集成機理,并在系統(tǒng)概念性設計基礎上,研究循環(huán)系統(tǒng)的特性規(guī)律和分析關鍵熱力參數(shù)對循環(huán)性能的影響.該循環(huán)為解決太