海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電系統(tǒng)熱力學(xué)性能研究.pdf

1、海洋溫差能、太陽(yáng)能是儲(chǔ)量巨大的清潔可再生能源，其合理的開發(fā)和利用可以緩解我國(guó)當(dāng)前面臨的能源危機(jī)、環(huán)境污染等問(wèn)題。單一依靠海洋溫差能發(fā)電的系統(tǒng)存在發(fā)電效率低、自身耗電量大、投資較大等，比較棘手的問(wèn)題。同樣單一依靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的內(nèi)陸太陽(yáng)能熱電廠，同樣存在熱效率低下、發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定、需要加裝蓄熱裝置和管路系統(tǒng)，造成整個(gè)電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本居高不下的問(wèn)題。海洋溫差能來(lái)源于太陽(yáng)能和極地冰川冷能，海洋溫差能儲(chǔ)量豐富的地區(qū)同樣有著豐富的太陽(yáng)能，設(shè)

2、計(jì)研究海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電系統(tǒng)的熱力學(xué)性能，不僅能解決海洋溫差能面臨的問(wèn)題，也能解決太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)面臨的問(wèn)題。
　　本文以海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)該系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了介紹。建立了海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電熱力系統(tǒng)、熱力設(shè)備的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)行理論計(jì)算以及熱力過(guò)程分析。根據(jù)海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合系統(tǒng)的特點(diǎn)結(jié)合有機(jī)工質(zhì)自身的物性特征，確定R134a、R717、R22為候選工質(zhì)。利用Aspen plus軟件

3、對(duì)海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電系統(tǒng)建立了仿真模型，并對(duì)該循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了仿真模擬。結(jié)合仿真結(jié)果利用熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，分析了R717、R134a、R22三種工質(zhì)、膨脹機(jī)入口工質(zhì)溫度和膨脹機(jī)入口壓力，對(duì)系統(tǒng)熱效率、泵耗功及（火用）損的影響規(guī)律。
　　通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的仿真研究發(fā)現(xiàn)，海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的閉式海洋溫差能發(fā)電系統(tǒng)相比，熱效率由4～5％提升到7.82%。針對(duì)海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)熱效率、

4、泵耗功、（火用）損三個(gè)指標(biāo)對(duì)以R134a、R717、R22為工質(zhì)的系統(tǒng)進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)R134a同時(shí)具備熱效率最大，（火用）損最小的特征，具有良好的環(huán)保性能，確定為最優(yōu)循環(huán)工質(zhì)。針對(duì)采用R134a作為循環(huán)工質(zhì)的海洋溫差能太陽(yáng)能聯(lián)合熱發(fā)電熱力系統(tǒng)，分析熱力參數(shù)膨脹機(jī)入口溫度、膨脹機(jī)入口壓力對(duì)系統(tǒng)熱效率、泵耗功、（火用）損的影響。研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)熱效率，隨著膨脹機(jī)入口溫度的升高而升高，在160℃附近達(dá)到7.82%的最高點(diǎn)，熱效率隨著膨脹機(jī)入口