超臨界二氧化碳燃煤發(fā)電理論與技術(shù)
超臨界二氧化碳(sCO2)循環(huán)是熱功轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的重要共性關(guān)鍵技術(shù)�！冻R界二氧化碳燃煤發(fā)電理論與技術(shù)》是對徐進(jìn)良教授團(tuán)隊(duì)在sCO2循環(huán)領(lǐng)域已有研究成果的梳理，聚焦sCO2燃煤發(fā)電基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)。《超臨界二氧化碳燃煤發(fā)電理論與技術(shù)》共9章，分別對sCO2多級壓縮循環(huán)、sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)煙氣熱能復(fù)疊利用方法、超臨界傳熱理論、sCO2對流傳熱實(shí)驗(yàn)、sCO2燃煤鍋爐、sCO2回?zé)崞鲀?yōu)化設(shè)計(jì)、sCO2透平和壓縮機(jī)等展開論述。
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目錄
序
前言
第1章 緒論1
1.1 sCO2循環(huán)概述1
1.2 sCO2燃煤發(fā)電的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)6
1.2.1 挑戰(zhàn)1：如何挖掘sCO2循環(huán)的效率潛力？6
1.2.2 挑戰(zhàn)2：如何實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣熱量的全溫區(qū)吸收？7
1.2.3 挑戰(zhàn)3：如何應(yīng)對大流量引起的壓降懲罰效應(yīng)？9
1.2.4 挑戰(zhàn)4：如何對鍋爐受熱面溫度進(jìn)行有效控制？9
1.3 sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)建的研究進(jìn)展12
1.3.1 sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱學(xué)優(yōu)化理論13
1.3.2 sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)條件15
1.3.3 sCO2鍋爐冷卻壁的傳熱機(jī)理及冷卻壁創(chuàng)新構(gòu)型17
1.4 sCO2流動(dòng)傳熱的研究進(jìn)展18
1.5 sCO2旋轉(zhuǎn)機(jī)械的研究進(jìn)展23
1.6 本章小結(jié)26
參考文獻(xiàn)26
第2章 sCO2多級壓縮循環(huán)的研究36
2.1 引言36
2.2 sCO2多級壓縮循環(huán)的發(fā)展過程36
2.3 sCO2再壓縮循環(huán)中的協(xié)同效應(yīng)38
2.3.1 協(xié)同作用簡述40
2.3.2 再壓縮循環(huán)效率高于單回?zé)嵫h(huán)的原因44
2.4 多級壓縮sCO2循環(huán)47
2.5 不同熱源條件下的循環(huán)篩選50
2.6 水蒸氣朗肯循環(huán)與sCO2布雷頓循環(huán)的對比54
2.7 本章小結(jié)57
參考文獻(xiàn)58
第3章 sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)煙氣熱能復(fù)疊利用方法60
3.1 引言60
3.2 能量復(fù)疊利用原理60
3.3 sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)煙氣熱能梯級利用方法63
3.3.1 通過提高二次風(fēng)溫度吸收余熱64
3.3.2 通過煙氣冷卻器吸收余熱66
3.4 基于能量復(fù)疊利用原理的循環(huán)優(yōu)化70
3.4.1 案例A：頂?shù)讖?fù)合循環(huán)71
3.4.2 案例B：頂?shù)讖?fù)疊循環(huán)73
3.4.3 案例C：帶高溫冷卻器的頂?shù)讖?fù)疊循環(huán)75
3.4.4 案例D：帶外置式空氣預(yù)熱器的頂?shù)讖?fù)疊循環(huán)77
3.5 本章小結(jié)80
參考文獻(xiàn)82
第4章 超臨界傳熱理論84
4.1 引言84
4.2 超臨界類沸騰的分子動(dòng)力學(xué)模擬85
4.2.1 非受限空間內(nèi)超臨界相分布85
4.2.2 受限空間內(nèi)的超臨界相分布97
4.3 超臨界傳熱三區(qū)模型107
4.3.1 亞臨界沸騰基本理論框架107
4.3.2 超臨界傳熱三區(qū)模型111
4.3.3 超臨界傳熱三區(qū)模型的應(yīng)用114
4.3.4 未來研究展望118
4.4 本章小結(jié)119
參考文獻(xiàn)120
第5章 sCO2對流傳熱實(shí)驗(yàn)125
5.1 引言125
5.2 sCO2對流傳熱實(shí)驗(yàn)及方法125
5.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)段125
5.2.2 數(shù)據(jù)處理128
5.3 均勻加熱條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析134
5.3.1 熱流密度的影響134
5.3.2 運(yùn)行壓力的影響136
5.3.3 質(zhì)量流速的影響137
5.3.4 入口溫度的影響138
5.3.5 超臨界沸騰數(shù)139
5.3.6 傳熱惡化起始點(diǎn)預(yù)測142
5.3.7 壁溫多峰現(xiàn)象144
5.3.8 超臨界傳熱系數(shù)的廣義擬合153
5.4 非均勻加熱條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析157
5.4.1 壁溫、內(nèi)壁熱流和傳熱系數(shù)的周向分布157
5.4.2 熱流密度對壁溫的影響158
5.4.3 質(zhì)量流速和壓力對壁溫的影響159
5.4.4 均勻加熱和非均勻加熱壁溫的比較159
5.4.5 正常傳熱區(qū)和傳熱惡化區(qū)的劃分161
5.5 本章小結(jié)162
參考文獻(xiàn)162
第6章 sCO2燃煤鍋爐165
6.1 引言165
6.2 sCO2鍋爐壓降懲罰效應(yīng)及模塊化設(shè)計(jì)165
6.2.1 1/8減阻原理165
6.2.2 鍋爐模塊化設(shè)計(jì)166
6.2.3 鍋爐模塊化設(shè)計(jì)的意義170
6.3 sCO2鍋爐壁溫控制方法170
6.3.1 sCO2鍋爐壁溫控制研究思路170
6.3.2 計(jì)算模型與求解方法172
6.3.3 sCO2鍋爐煙氣側(cè)與工質(zhì)側(cè)的匹配180
6.3.4 降低sCO2鍋爐冷卻壁壁溫的綜合策略187
6.4 sCO2鍋爐的尺度準(zhǔn)則198
6.5 本章小結(jié)202
參考文獻(xiàn)202
第7章 sCO2回?zé)崞鲀?yōu)化設(shè)計(jì)204
7.1 引言204
7.2 印刷電路板換熱器PCHE簡介205
7.2.1 PCHE制造205
7.2.2 PCHE微通道206
7.2.3 PCHE流動(dòng)傳熱特性208
7.3 大容量回?zé)崞髦械腜CHE集成223
7.3.1 PCHE集成回?zé)崞鞯哪Ｐ徒⑴c計(jì)算223
7.3.2 PCHE集成優(yōu)化原理232
7.4 本章小結(jié)240
參考文獻(xiàn)240
第8章 sCO2透平246
8.1 引言246
8.2 透平的發(fā)展與變革——sCO2透平246
8.2.1 透平發(fā)展史246
8.2.2 sCO2透平與傳統(tǒng)透平的區(qū)別248
8.3 sCO2徑流式透平一維設(shè)計(jì)250
8.3.1 sCO2徑流式透平一維設(shè)計(jì)計(jì)算模型250
8.3.2 sCO2徑流式透平一維設(shè)計(jì)程序263
8.4 sCO2透平的數(shù)值模擬276
8.4.1 模型處理及網(wǎng)格生成276
8.4.2 邊界條件的設(shè)定279
8.4.3 分析與結(jié)論280
8.5 sCO2靜葉葉形優(yōu)化仿真288
8.5.1 研究方法289
8.5.2 結(jié)果與討論298
8.6 本章小結(jié)304
參考文獻(xiàn)305
第9章 sCO2壓縮機(jī)和密封308
9.1 引言308
9.2 sCO2壓縮機(jī)308
9.2.1 壓縮機(jī)的發(fā)展308
9.2.2 壓縮機(jī)的分類310
9.2.3 離心式壓縮機(jī)312
9.2.4 壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)315
9.3 密封329
9.3.1 概述329
9.3.2 密封種類330
9.3.3 干氣密封簡介334
9.3.4 sCO2干氣密封337
9.4 非理想流體物性的CFD仿真343
9.4.1 概述343
9.4.2 真實(shí)氣體性質(zhì)的熱物理和輸運(yùn)模型344
9.4.3 Riemann問題345
9.4.4 基于非理想氣體特性密度的求解器349
9.5 本章小結(jié)360
參考文獻(xiàn)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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