包邮超临界二氧化碳燃煤发电理论与技术

作者：徐进良

出版社：科学出版社出版时间：2024-03-01

开本： B5 页数： 386

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内容简介
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超临界二氧化碳燃煤发电理论与技术版权信息

ISBN：9787030779960
条形码：9787030779960 ; 978-7-03-077996-0
装帧：精装
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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能源与动力工程

超临界二氧化碳燃煤发电理论与技术内容简介

为实现碳达峰和碳中和，我国能源消费增量主要来自清洁能源，以风能和太阳能为主的新能源具有随机性和间歇性缺点，实现大规模消纳新能源，亟需大幅提高燃煤发电灵活性。煤炭发电强调高效、灵活、清洁、安全，要求适应新能源发展的需求。对于超临界水蒸气发电，部分设备运行在超临界压力，凝汽器运行在真空负压，工质通流能力低，系统庞大，热响应慢，在升降负荷方面先天不足。现有超临界水蒸气燃煤发电升降负荷速率为1.5%额定负荷/分钟，远不能满足新能源发展的需求。燃煤超临界二氧化碳（简称sCO2）发电，由于在效率及灵活性方面，具有独特优势，是未来可能取代水蒸气发电的颠覆性技术。本书作者在国家重点专项支持下，系统进行了sCO2燃煤发电的研究。本书在系统及部件两个层面上阐述了sCO2发电的研究结果，主要内容包括sCO2发电的国内外研究进展；关键难题及问题剖析；sCO2燃煤发电的循环构建；sCO2流动传热机理；sCO2锅炉概念设计；sCO2回热器研究；sCO2透平研究；sCO2燃煤发电经济环境分析。本书创新的研究内容体现在热力循环的构建中，紧密结合循环和锅炉耦合机理，提出了1/8分流原理及模块化锅炉设计，解决了大循环流量引起的大压降问题；提出了能量复叠利用原理，是能量梯级利用的继承和发展。在超临界流体物质结构方面，发现了超临界流体中的纳米气泡，颠覆了对超临界流体的传统认知。在理论创新基础上，阐述了可供工程应用的创新性成果。

超临界二氧化碳燃煤发电理论与技术目录

目录序前言第1章绪论11.1 sCO2循环概述11.2 sCO2燃煤发电的难点与挑战61.2.1 挑战1：如何挖掘sCO2循环的效率潜力？61.2.2 挑战2：如何实现锅炉烟气热量的全温区吸收？71.2.3 挑战3：如何应对大流量引起的压降惩罚效应？91.2.4 挑战4：如何对锅炉受热面温度进行有效控制？91.3 sCO2燃煤发电系统构建的研究进展121.3.1 sCO2燃煤发电系统热学优化理论131.3.2 sCO2燃煤发电系统的设计方法和设计条件151.3.3 sCO2锅炉冷却壁的传热机理及冷却壁创新构型171.4 sCO2流动传热的研究进展181.5 sCO2旋转机械的研究进展231.6 本章小结26参考文献26第2章 sCO2多级压缩循环的研究362.1 引言362.2 sCO2多级压缩循环的发展过程362.3 sCO2再压缩循环中的协同效应382.3.1 协同作用简述402.3.2 再压缩循环效率高于单回热循环的原因442.4 多级压缩sCO2循环472.5 不同热源条件下的循环筛选502.6 水蒸气朗肯循环与sCO2布雷顿循环的对比542.7 本章小结57参考文献58第3章 sCO2燃煤发电系统烟气热能复叠利用方法603.1 引言603.2 能量复叠利用原理603.3 sCO2燃煤发电系统烟气热能梯级利用方法633.3.1 通过提高二次风温度吸收余热643.3.2 通过烟气冷却器吸收余热663.4 基于能量复叠利用原理的循环优化703.4.1 案例A：顶底复合循环713.4.2 案例B：顶底复叠循环733.4.3 案例C：带高温冷却器的顶底复叠循环753.4.4 案例D：带外置式空气预热器的顶底复叠循环773.5 本章小结80参考文献82第4章超临界传热理论844.1 引言844.2 超临界类沸腾的分子动力学模拟854.2.1 非受限空间内超临界相分布854.2.2 受限空间内的超临界相分布974.3 超临界传热三区模型1074.3.1 亚临界沸腾基本理论框架1074.3.2 超临界传热三区模型1114.3.3 超临界传热三区模型的应用1144.3.4 未来研究展望1184.4 本章小结119参考文献120第5章 sCO2对流传热实验1255.1 引言1255.2 sCO2对流传热实验及方法1255.2.1 实验系统及实验段1255.2.2 数据处理1285.3 均匀加热条件下的实验结果及分析1345.3.1 热流密度的影响1345.3.2 运行压力的影响1365.3.3 质量流速的影响1375.3.4 入口温度的影响1385.3.5 超临界沸腾数1395.3.6 传热恶化起始点预测1425.3.7 壁温多峰现象1445.3.8 超临界传热系数的广义拟合1535.4 非均匀加热条件下的实验结果及分析1575.4.1 壁温、内壁热流和传热系数的周向分布1575.4.2 热流密度对壁温的影响1585.4.3 质量流速和压力对壁温的影响1595.4.4 均匀加热和非均匀加热壁温的比较1595.4.5 正常传热区和传热恶化区的划分1615.5 本章小结162参考文献162第6章 sCO2燃煤锅炉1656.1 引言1656.2 sCO2锅炉压降惩罚效应及模块化设计1656.2.1 1/8减阻原理1656.2.2 锅炉模块化设计1666.2.3 锅炉模块化设计的意义1706.3 sCO2锅炉壁温控制方法1706.3.1 sCO2锅炉壁温控制研究思路1706.3.2 计算模型与求解方法1726.3.3 sCO2锅炉烟气侧与工质侧的匹配1806.3.4 降低sCO2锅炉冷却壁壁温的综合策略1876.4 sCO2锅炉的尺度准则1986.5 本章小结202参考文献202第7章 sCO2回热器优化设计2047.1 引言2047.2 印刷电路板换热器PCHE简介2057.2.1 PCHE制造2057.2.2 PCHE微通道2067.2.3 PCHE流动传热特性2087.3 大容量回热器中的PCHE集成2237.3.1 PCHE集成回热器的模型建立与计算2237.3.2 PCHE集成优化原理2327.4 本章小结240参考文献240第8章 sCO2透平2468.1 引言2468.2 透平的发展与变革——sCO2透平2468.2.1 透平发展史2468.2.2 sCO2透平与传统透平的区别2488.3 sCO2径流式透平一维设计2508.3.1 sCO2径流式透平一维设计计算模型2508.3.2 sCO2径流式透平一维设计程序2638.4 sCO2透平的数值模拟2768.4.1 模型处理及网格生成2768.4.2 边界条件的设定2798.4.3 分析与结论2808.5 sCO2静叶叶形优化仿真2888.5.1 研究方法2898.5.2 结果与讨论2988.6 本章小结304参考文献305第9章 sCO2压缩机和密封3089.1 引言3089.2 sCO2压缩机3089.2.1 压缩机的发展3089.2.2 压缩机的分类3109.2.3 离心式压缩机3129.2.4 压缩机的设计3159.3 密封3299.3.1 概述3299.3.2 密封种类3309.3.3 干气密封简介3349.3.4 sCO2干气密封3379.4 非理想流体物性的CFD仿真3439.4.1 概述3439.4.2 真实气体性质的热物理和输运模型3449.4.3 Riemann问题3459.4.4 基于非理想气体特性密度的求解器3499.5 本章小结360参考文献361主要符号表365英文字母变量365希腊字母变量379名称缩写384矢量变量386

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