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气体透平循环换热的浅析

作者: 添加时间:2014/10/13 21:02:44 浏览:

  在所研究的气体透平循环条件下,氦气的热导率、定压比热以及气体常数要比氮气高得多,但密度却低得多,这使得两种气体的传热和流动特性差异很大。对于相同传热量,中间换热器结构设计相同,采用氦气和氮气时二次侧参数比较。采用氦气的传热系数仅为氮气的40,而压力损失仅为1/2。另一方面,从热力学角度看,采用氮气比采用氦气总循环效率要略高,但差异不大。由于氮气透平比氦气透平技术更加成熟,因此,对于实际电厂,采用两种工质的循环效率差要更大一些。同时,采用氮气的联合循环总效率对压比不敏感,这为工程设计提供了更大的自由度。

  从部件技术成熟性角度看,乐清防爆空调由于氮气与空气非常相似,因此可以从常规电厂获取更多的有关氮气透平的经验,而氦气透平的相关经验非常少。对于中间换热器而言,氦-氮中间热交换器研究较少。气体透平循环预冷器的影响一方面,带有预冷器的气体透平循环可以采用更高的压比,因此可以获得更高的气体透平循环效率。另一方面,由于预冷器的排热很难被蒸汽循环所利用,因此循环的总效率要低一些。采用预冷器的优点是可以将风机工作温度和堆芯入口温度限制在300e以下,这可以很大程度地降低风机及堆芯壳等金属部件的设计难度。如果风机及有关的金属部件能够经受350e以上的温度,没有预冷的气体透平循环是更好的选择,气体透平循环不再需要设备冷却水,使整个动力转换系统得到简化。

  (1)间接蒸汽气体透平联合循环是高温气冷堆发电的一个技术发展方向。在现有技术条件下,发电效率可以达到45-46。

  (2)通过对四种不同方案的分析比较可以看出,采用带有预冷器的氮气透平可以显著降低系统实现的技术难度和风险。当堆芯出口温度为950e时,效率可达47以上。

  (3)气体透平循环采用氦气或氮气,各有优缺点。预冷器对系统效率和实现有重要的影响。间接联合循环效率强烈地依赖于堆芯出口温度。