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超臨界二氧化碳燃煤發電理論與技術 版權信息
- ISBN：9787030779960
- 條形碼：9787030779960 ; 978-7-03-077996-0
- 裝幀：精裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
超臨界二氧化碳燃煤發電理論與技術 內容簡介
為實現碳達峰和碳中和，我國能源消費增量主要來自清潔能源，以風能和太陽能為主的新能源具有隨機性和間歇性缺點，實現大規模消納新能源，亟需大幅提高燃煤發電靈活性。煤炭發電強調高效、靈活、清潔、安全，要求適應新能源發展的需求。對于超臨界水蒸氣發電，部分設備運行在超臨界壓力，凝汽器運行在真空負壓，工質通流能力低，系統龐大，熱響應慢，在升降負荷方面先天不足。現有超臨界水蒸氣燃煤發電升降負荷速率為1.5%額定負荷/分鐘，遠不能滿足新能源發展的需求。燃煤超臨界二氧化碳（簡稱sCO2）發電，由于在效率及靈活性方面，具有獨特優勢，是未來可能取代水蒸氣發電的顛覆性技術。 本書作者在國家重點專項支持下，系統進行了sCO2燃煤發電的研究。本書在系統及部件兩個層面上闡述了sCO2發電的研究結果，主要內容包括sCO2發電的國內外研究進展；關鍵難題及問題剖析；sCO2燃煤發電的循環構建；sCO2流動傳熱機理；sCO2鍋爐概念設計；sCO2回熱器研究；sCO2透平研究；sCO2燃煤發電經濟環境分析。 本書創新的研究內容體現在熱力循環的構建中，緊密結合循環和鍋爐耦合機理，提出了1/8分流原理及模塊化鍋爐設計，解決了大循環流量引起的大壓降問題；提出了能量復疊利用原理，是能量梯級利用的繼承和發展。在超臨界流體物質結構方面，發現了超臨界流體中的納米氣泡，顛覆了對超臨界流體的傳統認知。在理論創新基礎上，闡述了可供工程應用的創新性成果。
超臨界二氧化碳燃煤發電理論與技術 目錄
目錄序前言第1章 緒論11.1 sCO2循環概述11.2 sCO2燃煤發電的難點與挑戰61.2.1 挑戰1：如何挖掘sCO2循環的效率潛力？61.2.2 挑戰2：如何實現鍋爐煙氣熱量的全溫區吸收？71.2.3 挑戰3：如何應對大流量引起的壓降懲罰效應？91.2.4 挑戰4：如何對鍋爐受熱面溫度進行有效控制？91.3 sCO2燃煤發電系統構建的研究進展121.3.1 sCO2燃煤發電系統熱學優化理論131.3.2 sCO2燃煤發電系統的設計方法和設計條件151.3.3 sCO2鍋爐冷卻壁的傳熱機理及冷卻壁創新構型171.4 sCO2流動傳熱的研究進展181.5 sCO2旋轉機械的研究進展231.6 本章小結26參考文獻26第2章 sCO2多級壓縮循環的研究362.1 引言362.2 sCO2多級壓縮循環的發展過程362.3 sCO2再壓縮循環中的協同效應382.3.1 協同作用簡述402.3.2 再壓縮循環效率高于單回熱循環的原因442.4 多級壓縮sCO2循環472.5 不同熱源條件下的循環篩選502.6 水蒸氣朗肯循環與sCO2布雷頓循環的對比542.7 本章小結57參考文獻58第3章 sCO2燃煤發電系統煙氣熱能復疊利用方法603.1 引言603.2 能量復疊利用原理603.3 sCO2燃煤發電系統煙氣熱能梯級利用方法633.3.1 通過提高二次風溫度吸收余熱643.3.2 通過煙氣冷卻器吸收余熱663.4 基于能量復疊利用原理的循環優化703.4.1 案例A：頂底復合循環713.4.2 案例B：頂底復疊循環733.4.3 案例C：帶高溫冷卻器的頂底復疊循環753.4.4 案例D：帶外置式空氣預熱器的頂底復疊循環773.5 本章小結80參考文獻82第4章 超臨界傳熱理論844.1 引言844.2 超臨界類沸騰的分子動力學模擬854.2.1 非受限空間內超臨界相分布854.2.2 受限空間內的超臨界相分布974.3 超臨界傳熱三區模型1074.3.1 亞臨界沸騰基本理論框架1074.3.2 超臨界傳熱三區模型1114.3.3 超臨界傳熱三區模型的應用1144.3.4 未來研究展望1184.4 本章小結119參考文獻120第5章 sCO2對流傳熱實驗1255.1 引言1255.2 sCO2對流傳熱實驗及方法1255.2.1 實驗系統及實驗段1255.2.2 數據處理1285.3 均勻加熱條件下的實驗結果及分析1345.3.1 熱流密度的影響1345.3.2 運行壓力的影響1365.3.3 質量流速的影響1375.3.4 入口溫度的影響1385.3.5 超臨界沸騰數1395.3.6 傳熱惡化起始點預測1425.3.7 壁溫多峰現象1445.3.8 超臨界傳熱系數的廣義擬合1535.4 非均勻加熱條件下的實驗結果及分析1575.4.1 壁溫、內壁熱流和傳熱系數的周向分布1575.4.2 熱流密度對壁溫的影響1585.4.3 質量流速和壓力對壁溫的影響1595.4.4 均勻加熱和非均勻加熱壁溫的比較1595.4.5 正常傳熱區和傳熱惡化區的劃分1615.5 本章小結162參考文獻162第6章 sCO2燃煤鍋爐1656.1 引言1656.2 sCO2鍋爐壓降懲罰效應及模塊化設計1656.2.1 1/8減阻原理1656.2.2 鍋爐模塊化設計1666.2.3 鍋爐模塊化設計的意義1706.3 sCO2鍋爐壁溫控制方法1706.3.1 sCO2鍋爐壁溫控制研究思路1706.3.2 計算模型與求解方法1726.3.3 sCO2鍋爐煙氣側與工質側的匹配1806.3.4 降低sCO2鍋爐冷卻壁壁溫的綜合策略1876.4 sCO2鍋爐的尺度準則1986.5 本章小結202參考文獻202第7章 sCO2回熱器優化設計2047.1 引言2047.2 印刷電路板換熱器PCHE簡介2057.2.1 PCHE制造2057.2.2 PCHE微通道2067.2.3 PCHE流動傳熱特性2087.3 大容量回熱器中的PCHE集成2237.3.1 PCHE集成回熱器的模型建立與計算2237.3.2 PCHE集成優化原理2327.4 本章小結240參考文獻240第8章 sCO2透平2468.1 引言2468.2 透平的發展與變革——sCO2透平2468.2.1 透平發展史2468.2.2 sCO2透平與傳統透平的區別2488.3 sCO2徑流式透平一維設計2508.3.1 sCO2徑流式透平一維設計計算模型2508.3.2 sCO2徑流式透平一維設計程序2638.4 sCO2透平的數值模擬2768.4.1 模型處理及網格生成2768.4.2 邊界條件的設定2798.4.3 分析與結論2808.5 sCO2靜葉葉形優化仿真2888.5.1 研究方法2898.5.2 結果與討論2988.6 本章小結304參考文獻305第9章 sCO2壓縮機和密封3089.1 引言3089.2 sCO2壓縮機3089.2.1 壓縮機的發展3089.2.2 壓縮機的分類3109.2.3 離心式壓縮機3129.2.4 壓縮機的設計3159.3 密封3299.3.1 概述3299.3.2 密封種類3309.3.3 干氣密封簡介3349.3.4 sCO2干氣密封3379.4 非理想流體物性的CFD仿真3439.4.1 概述3439.4.2 真實氣體性質的熱物理和輸運模型3449.4.3 Riemann問題3459.4.4 基于非理想氣體特性密度的求解器3499.5 本章小結360參考文獻361主要符號表365英文字母變量365希臘字母變量379名稱縮寫384矢量變量386
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