超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环的瞬态过程数值建模与特性分析开题报告

全文总字数：5334字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1 目的及意义

21世纪以来，能源利用与环境保护问题受到全球各个国家的密切关注，在化石能源日益紧缺同各国日益增长的能源需求，环境保护与能源使用造成污染这两个矛盾下，如何在提高能源利用效率的同时尽量减少环境污染已成为当务之急。基于此，超临界二氧化碳（s-co₂）布雷顿循环在第四代核反应堆概念提出时即进入视线，该循环以超临界状态的二氧化碳为工质，通过布雷顿循环进行能量转换。此循环具有以下优点：(1)热源温度范围广，在范围内可达到的效率均比水蒸汽朗肯循环高；(2)各种品质热源均可适用，包括煤、太阳能、核能、工业废热，劣质燃油等；(3)效率高，理论分析指出该热力循环效率可达到50%以上，而水蒸汽朗肯循环平均水平仅为34%左右；(4)工质容易获取且性质稳定，二氧化碳成本低廉，无毒无味，化学性质稳定，超临界状态下较易压缩，且循环初温适宜。基于以上优点，超临界二氧化碳布雷顿循环尤其受到重视。研究发现，简单回热超临界二氧化碳布雷顿循环中，由于高压工质与低压工质之间的热容量差异巨大，导致循环过程中夹点温差过大，使得循环的热效率受到影响，故提出了超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环。该循环改进了简单回热布局的回热器缺陷，通过工质的分流、再压缩、多级回热等过程，改进循环回热情况，明显提高了循环热效率。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

搭建双tac(turbine alternator compressor)结构再压缩s-co₂布雷顿循环发电系统动态数值仿真模型，基于matlab/simulink平台进行系统瞬态运行特性仿真，并模拟典型特性及典型扰动对循环系统的影响，分析(1)热源、分流比及冷却器参数发生变化时的热力循环系统运行参数和热效率参数变化规律；(2)变转速、变负荷、变工况条件下系统运行参数的动态特性；(3)温度扰动、压力扰动对系统各部件进出口参数及系统循环效率的影响及调节手段，为研制优化的运行控制策略提供数值依据。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

3．进度安排

第1-3周： 完成开题报告

第4-5周： 完成英文参考文献的翻译

4. 参考文献（12篇以上）

4．阅读的参考文献

[1]孙嘉. 超临界二氧化碳循环发电系统动态特性及控制应用分析[d].哈尔滨工业大学,2018.

[2]杨映麟. 超临界二氧化碳布雷顿循环瞬态建模与分析[d].厦门大学,2018.