超臨界二酸化炭素動力サイクルを使用したガスタービン排気熱の回収システムの最適化研究

ZHANG Xuwei ,  

BAI Wengang ,  

WU Jiarong ,  

LI Hongzhi ,  

YANG Yu ,  

YAO Mingyu ,  

摘要

S-CO_2動力サイクルを使用して、ガスタービンの排気熱を回収することで、システムの性能を向上させ、柔軟性を高め、システムサイズを小さくすることができます。したがって、本研究では、Taurus 60ガスタービンの排気を熱源として、4つのS-CO_2動力サイクル構成を遺伝的アルゴリズムで最適化しました。その結果、2段の高温・低温熱交換器を配置したサイクル構成4が、最高のネット出力3.20 MWを達成しました。単独のガスタービンと比較して、システム熱効率を17.78ポイント向上させることができ、ガスタービンの排気熱を回収するための最適な構成と言えます。さらに、S-CO_2動力サイクルの冷源損失の問題に対処するために、液化天然ガス(LNG)を冷源とするT-CO_2動力サイクルを統合し、S-CO_2動力サイクルの冷源熱を回収することで、さらに1.23 MWのネット出力を増加させ、システム熱効率をさらに6.86ポイント向上させることができます。プリクーラーの夾点分析により、最小の熱交換温度差がプリクーラーの熱端に現れ、夾点効果は現れず、設計要件を満たしていることが分かりました。

关键词

ガスタービン;熱回収;S-CO_2動力サイクル;T-CO_2動力サイクル;遺伝的アルゴリズム

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