Étude des caractéristiques transitoires du système de puissance au dioxyde de carbone supercritique sous conditions de refroidissement variables

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摘要

【Objectif】 Le cycle Brayton au dioxyde de carbone supercritique à double compression est une direction importante dans le développement des technologies de production d'électricité thermique, présentant une large compatibilité avec les sources de chaleur. Par conséquent, l'étude des caractéristiques dynamiques du fonctionnement du cycle est significative. Cet article étudie le processus dynamique de transition du système de l'oscillation à la stabilité lorsque les conditions de refroidissement changent. 【Méthode】 Pour le compresseur et la turbine, un modèle stationnaire a été utilisé. Pour les échangeurs de chaleur du système, un nouveau modèle mathématique dynamique a été construit à partir des données du modèle aux éléments finis FV stationnaire. 【Résultats】 L'étude montre qu'après modification du flux de refroidissement du précooler, le système atteint un état stable au plus tard vers 200 s. Lorsque le flux de refroidissement du précooler diminue à 50% de la valeur minimale, l'efficacité du compresseur principal diminue d'environ 0,5%; augmenter le flux de refroidissement du précooler améliore l'efficacité du compresseur: lorsque le flux augmente linéairement à 175% en 25 s, le compresseur principal atteint l'état stable à 75 s avec une amélioration d'efficacité de 0,8%; le recomprésseur se stabilise après 200 s avec une amélioration d'efficacité de 0,2%; la puissance nette de sortie du système se stabilise après 300 s, tandis que l'efficacité thermique du système diminue de 0,3%. 【Conclusion】 Étant donné que la température d'entrée du compresseur principal (306 K) est proche du point critique du CO2, l'augmentation du débit massique d'eau côté froid du précooler peut entraîner une température d'entrée du compresseur inférieure à la température critique du CO2, entraînant la condensation du fluide de travail dans le compresseur et affectant son fonctionnement stable, tandis que la réduction du débit d'eau côté précooler entraîne une diminution de la puissance nette de sortie du système et une baisse de l'efficacité thermique.

关键词

Cycle Brayton à double compression de dioxyde de carbone supercritique; caractéristiques transitoires; précooler; variation de débit

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