新型动力循环
火箭发动机 布雷顿循环
火箭发动机布雷顿循环全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：布雷顿循环是一种被广泛应用于火箭发动机的循环过程，它以英国工程师弗兰克·惠特劳(Frank Whittle)的名字命名。
布雷顿循环是一种内燃发动机中用来产生推力的热力循环过程，它通过将空气压缩、混合燃料和氧气点火，产生高温高压燃气，将这些燃气排放到喷嘴中以产生推力。
布雷顿循环被广泛用于现代火箭发动机中，它的设计和优化对于火箭的性能和效率至关重要。
布雷顿循环的主要特点是燃气在完成高压锅炉中的燃烧后，在务的高温高压下，通过涡轮增压器再次加热高压循环，在动力机构的作用下，实现高速工作的特性。
火箭发动机的工作过程主要包括进气、压缩、燃烧和喷射四个阶段，布雷顿循环是在这几个阶段中起着至关重要的作用。
在进气阶段，空气被引入到火箭发动机中，经过涡轮增压器的作用，空气被加压并流经燃烧室。
涡轮增压器通过动力机构带动，确保燃烧室中空气的正常流动。
接着是压缩阶段，空气被进一步压缩，使其温度和压力大幅增加，为燃烧提供了必要的条件。
在燃烧阶段，燃料和氧气被点燃，产生高温高压的燃气。
在喷射阶段，燃气经过喷嘴排放，产生的反作用力推动火箭向前飞行。
布雷顿循环在火箭发动机中具有以下优点：1. 高效率：布雷顿循环能够将燃气的能量充分利用，提高了火箭发动机的燃烧效率。
2. 高功率密度：布雷顿循环可以在相对较小的空间内产生大量推力，提高了火箭的功率密度。
3. 可靠性强：由于布雷顿循环采用了简单的结构设计，使得火箭发动机更加稳定可靠。
但布雷顿循环也存在一些不足之处：1. 燃烧产生的燃气排放后会带走火箭的努力，从而降低了火箭的推进效率。
2. 布雷顿循环的部分工序需要高温高压环境，因此需要使用特殊材料来承受高温高压环境。
为了克服布雷顿循环存在的不足，科学家们正在不断探索新的火箭发动机技术，如核融合发动机、离子发动机等。
这些新技术在提高火箭性能的也带来了新的挑战和机遇。
布雷顿循环是一种重要的热力循环过程，被广泛应用于火箭发动机中。
微小通道内超临界R134a流动传热特性
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 4 期微小通道内超临界R134a 流动传热特性张巧玲1，马祖浩1，于子元2，刘梓俊1，黄铋匀1，杨振东1，马浩然1（1 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 710048；2青岛沃柏斯智能实验科技有限公司，山东 青岛 266100）摘要：超临界有机朗肯循环（supercritical organic Rankine cycle ，SORC ）是回收中低品位能源较理想的新型动力循环技术之一，而超临界有机工质的传热特性严重影响了系统能效，目前已成为制约有机朗肯循环技术向前发展的瓶颈。
基于此，本文实验研究了超临界R134a 在2mm 微小通道内的流动传热特性，参数范围为：热流密度60~120kW/(m 2·s)，质量流速800~3000kg/(m 2·s)，压力4.1~5.1MPa ，工质进口温度20~100℃，探讨了热流密度、质量流速、压力、流体焓值等参数对传热特性的影响规律。
结果表明，传热系数随流体温度的升高先增加后减小，随质量流速的增加而增加，随着热流密度和压力的增加而减小。
流体焓值在拟临界值附近出现压降平缓区。
根据实验数据拟合得到了微通道内R134a 的传热关联式，该关联式预测误差均在±10%之内，具有良好的预测精度。
关键词：微小通道；超临界R134a ；流动传热；有机朗肯循环；传热关联式中图分类号：TK124；TQ021 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）04-1667-09Convection heat transfer research of supercritical R134a inmini-channel of tubeZHANG Qiaoling 1，MA Zuhao 1，YU Ziyuan 2，LIU Zijun 1，HUANG Biyun 1，YANG Zhendong 1，MA Haoran 1(1 State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, Shaanxi, China; 2 Qingdao Wobes Intelligent Experiment Technology Co., Ltd., Qingdao 266100, Shandong, China)Abstract: The supercritical organic Rankine cycle (SORC) is an ideal new power cycle technology for recovering energy using supercritical organic Rankine cycle. The energy efficiency of the system is significantly affected by the SORC, the supercritical organic working medium, low grade energy recovery, and the heat transfer characteristics of the supercritical organic working medium. At present, it has become a bottleneck that restrict the development of organic Rankine cycle technology. To address this issue, the experimental studies were conducted on the flow heat transfer characteristics of supercritical R134a in a tiny channel with an inner diameter of 2mm). The parameters considered in the study were as follows: heat flux ranging from 60—120kW/(m 2·s), mass flow rate from 800—3000kg/(m 2·s), pressure from 4.1—5.1MPa, and working medium inlet temperature from 20—100℃. The effects of heat flow density, mass flow velocity, pressure and fluid temperature on the heat transfer characteristics were discussed. The results showed that the heat transfer coefficient initially increased and then decreased with the increase of fluid temperature. It also increased with the increase of研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1273收稿日期：2023-07-24；修改稿日期：2023-12-09。
以盐溶液为工质的新型热力循环系统研究
以盐溶液为工质的新型热力循环系统研究一、本文概述随着能源需求的日益增长和环保要求的不断提高，传统的热力循环系统已难以满足高效、环保的能源利用要求。
研究和开发新型的热力循环系统成为了当前能源科技领域的重要任务。
《以盐溶液为工质的新型热力循环系统研究》这篇文章旨在探讨以盐溶液作为工质的新型热力循环系统的性能特点、工作原理以及应用前景。
本文将首先介绍传统热力循环系统的局限性和盐溶液作为工质的潜在优势，然后详细阐述以盐溶液为工质的新型热力循环系统的工作原理和关键技术，包括盐溶液的热物性、循环过程的设计优化、系统热效率的提升等方面。
接着，文章将通过实验研究和理论分析，评估该新型热力循环系统的性能表现，并与其他类型的热力循环系统进行对比。
本文将探讨以盐溶液为工质的新型热力循环系统在能源、环保等领域的应用前景，以及未来需要进一步研究的问题和挑战。
通过本文的研究，旨在为热力循环系统的创新设计和优化提供新的思路和方法，推动能源利用的高效化和环保化进程。
同时，也为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和借鉴。
二、盐溶液作为工质的特性分析高比热容：盐溶液通常具有较高的比热容，这意味着在相同的条件下，盐溶液可以吸收或释放更多的热量。
这一特性使得盐溶液在热能储存和传输方面具有显著优势，能够有效地平衡系统中的热量波动，提高系统的稳定性和效率。
良好的热稳定性：许多盐溶液在高温下具有良好的稳定性，不易分解或发生化学反应。
这使得盐溶液可以在高温环境中作为工质使用，拓宽了热力循环系统的应用范围。
较低的粘度：相比于某些其他液态工质，盐溶液通常具有较低的粘度。
较低的粘度意味着在流动过程中，盐溶液能够更顺畅地流动，减少能量损失和摩擦阻力，从而提高系统的效率。
可调的化学性质：通过调整盐溶液的成分和浓度，可以灵活地调节其物理和化学性质，以满足不同热力循环系统的需求。
例如，可以通过改变盐的种类和浓度来调节溶液的沸点、凝固点等关键参数，以适应不同的工作环境和条件。
阿特金森循环汽油机名词解释
阿特金森循环汽油机名词解释
阿特金森循环汽油机是一种内燃机，以德国工程师尼古拉斯·奥托·阿特金森的名字命名。
该循环是一种四冲程循环，用于内燃机的燃烧过程。
阿特金森循环汽油机包括四个冲程：进气、压缩、功和排气。
在进气冲程中，活塞向下移动，进气门打开，混合油气进入气缸。
在压缩冲程中，进气门关闭，活塞向上移动，将燃料混合物压缩到较小的体积。
在功冲程中，活塞继续向上移动，点火系统点燃压缩的燃料混合物，产生爆炸并推动活塞向下运动。
在排气冲程中，废气门打开，活塞再次向上移动，将已燃烧的燃料混合物排出气缸。
与其他循环相比，阿特金森循环汽油机具有较高的热效率和较低的污染排放。
这是因为在压缩冲程中，燃料混合物被高度压缩，产生更高的燃烧温度和压力，从而提高热效率。
此外，在点火系统使用之前，燃料混合物已经充分与空气混合，使燃料更加完全燃烧，减少了废气中的有害物质排放。
阿特金森循环汽油机通常用于汽车、摩托车和小型机械设备等内燃机领域。
它在燃料利用率和环保性能方面的优势使其成为现代交通工具和机械设备的首选引擎类型。
新型氨吸收式动力／制冷复合循环的热力学分析
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力 学 分 析
北 京 １ ０ ８ ） ００ ０
郑丹星 陈 斌 齐 云 金红光２
（ １ 北 京化 工 大学化 学 工程 学 院， ． 摘
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第 ２ ３卷 第 ５期
２ ０ 年 ９ 月 ０２
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ＶＤ ． ３ ＮＯ． １２ ． ５ Ｓ ｐ． ０ ２ ｅ ，２ ０
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新型氨 吸收式 动力 ／制冷复合循环 的
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阿特金森循环发动机简介
阿特金森循环原理
阿特金森发动机的特点是高压缩比，长膨胀行程，其排气行程>做功行 程>进气行程>压缩行程，其活塞的做功行程要比进气行程大，这样进 气量可以相对减少，通过进气门关闭延迟，使得部分混合气体被推回 到进气歧管中，这样每次进入燃烧室的理论空燃比的混合气体量便相 对减少了，面做功行程又相对增加了做功量，所以燃油经济性得到了 提高。
阿特金森循环发动机
阿特金森循环发动机
一、阿特金森循环发动机的由来及发展 二、阿特金森循环发动机的结构及工作原理 三、阿特金森循环与奥托循环的比较 四、阿特金森循环发动机的应用
一、阿特金森循环发动机的由来及发展
普通汽车发动机都是基于奥托循环的，它包括进气、 压缩、做功和排气四个冲程。在奥托循环发动机里，在进 气行程中油气混合物被吸入汽缸，当活塞到达下止点后， 进气门关闭，油气混合物被封闭在汽缸中，在压缩和做功 行程中分别被压缩和点燃。这样，膨胀比就几乎等于发动 机的压缩比，很难提高。1884年James Atkinson发明了 Atkinson循环发动机，阿特金森发动机是一种高压缩比， 长膨胀行程的内燃机工作循环。因为这种循环结构比较复
• 随着技术的不断创新，现在又出现了一种新型的 阿特金森循环发动机，这是一种使用机械增压的 多循环发动机，其活塞在汽缸内由滚子引导沿着 垂直方向运动，因此就不需要起导向作用的裙部。 它操纵杠杆的一端，杠杆的中部与连杆相连，连 杆将活塞的上下往复运动转化为曲轴的旋转运动。 杠杆的另一端可以通过调整机构升高或降低来控 制活塞运动的上下止点位置（有效行程），从而 达到改变压缩比和膨胀比的目的。
新型热力循环..
内燃机燃油能量中只有 35%左右是被汽车使用的，而真正用于 汽车驱动和加速的只有 25%。但是，排气中却携带了 20~50% 燃油能量。对于一个典型的 2.0L 汽油机来说，在一般的负荷和 转速工况下，有 21%的能量随排气被排放到大气中，在峰值功 率工况，排气带走的能量比例甚至可能高达 44%
Scuderi 内燃机是一种典型的工质移缸内燃 机，其工作原理如图
它通过连接管将 2个 气缸连通，联合完 成工作循环。一个 气缸负责“进气-压 缩”，另一个气缸 完成“燃烧-排气”， 前缸只进空气，燃 油在后缸中喷入。2 个气缸共用一根曲 轴，4 个冲程在 360°曲轴转角之内 完成。
德国 META 公司的 K 内燃机也是一款工质 移缸类内燃机，如图所示。K 内燃机技术利 用工质移缸技术实现冷热缸的高温差，提 高压缩比的同时，实现均质压燃。
通过工质移缸实现充分膨胀
除了提升压缩比之外，通过工质移缸技术 还能实现充分膨胀循环，将燃烧做功后的 废气转移到另外一个膨胀气缸内继续膨胀 做功，从而达到回收内燃机燃烧废气能量 的目的。
Otto循环 与 Miller 循环的 p-V 图
根据阿特金森循环和米勒循环的原理，当 一个循环中膨胀比大于压缩比时，内燃机 热效率可以得到提升。
（一）气体中直接喷水
气体中直接喷水的意思是指通过喷水器将 液态水直接喷入气缸内的气体中，水滴在 气缸内部完成吸热过程。
为了提高传统四冲程内燃机热效率，有很 多专利提出在燃烧做功冲程中向气缸内喷 水，利用水蒸汽膨胀做功，在不增加油耗 的基础上向外输出更多功率。
美国工程师 Crower 发明了一种六冲程内燃机，其 工作原理如图 所示。这种内燃机在普通四冲程内 燃机“进气-压缩-燃烧做功-排气”4 个冲程的排 气冲程中保留部分高温废气在气缸内，并对其进 行压缩，在压缩上止点附近喷水，水蒸气在第 5 个冲程吸热膨胀，推动活塞再次做功，内燃机总 共经历 “进气-压缩-燃烧做功-排燃气-喷水做功排水蒸汽” 6 个冲程。
热力发电原理与系统
现代热力发电循环—回热循环
现代热力发电循环—再热循环
提高蒸汽进汽轮机时的初压力，可以提高循 环热效率。但如果此时蒸汽初温度不能提高， 蒸汽在汽轮机内膨胀终了时的湿度将迅速增 加。汽轮机主要部件(叶片)会受到蒸汽中大量 水滴的冲击，易造成锈蚀而损坏。
现代热力发电循环—再热循环
为了使乏汽干度不致过低，在提高蒸汽初压力时要 提高蒸汽温度； 如果受金属耐温能力的限制，初温不能相应提高， 可以采取中间再过热的措施：新蒸汽在汽轮机中膨 胀到某一中间压力以后全部抽出汽轮机，导入锅炉 中的再热器，在定压下吸收烟气放出的热量(也可用 其他热源和设备加热)，以增加干度或使之成为过热 蒸汽，然后再导入汽轮机的后半部(或者另—个压力 较低的汽轮机)继续膨胀到终压，这样的循环叫做蒸 汽再热循环，简称再热循环。
现代热力发电循环—回热循环
在朗肯循环中，进入汽轮机的蒸汽全部都在冷凝器 内凝结，凝结水的温度就等于冷凝器内压力P2对应 的饱和湿度，同时也就是锅炉给水的温度。将每kg 给水加热到与锅炉工作压力P1相对应的饱和温度所 需要的热量，在朗肯循环中是全部依靠炉内燃料的 燃烧所放出的热量来供给的。 如果将部分从汽轮机中间抽出的已作过部分功、但 压力尚不太低的少量蒸汽用于凝结水的预加热，则 减少了排入冷凝器中的乏汽量因此减少了工质吸热 的不可逆度而会使循环的热效率提高。 这种用抽汽加热给水的蒸汽动力循环称为蒸汽回热 循环
现代热力发电循环—再热循环
现代热力发电循环—热电联产
一般的火力发电厂只生产电能，除了为回热而抽出少量蒸汽 外。其余的蒸汽都将进入冷凝器内凝结放出汽化潜热。这种 发电厂也叫凝汽式发电厂．它的热效率约为24％一36％，最 现代化的可以达到40％，即燃料所发出的热量中约有60％没 有得到利用。其中，最大量的是蒸汽在冷凝器内凝结时放给 冷却水的热量，约占燃料所产生热量的50％。 与此同时，工业上的各种工艺过程常需要大量蒸汽，住宅或 公共建筑也需要大量供热。因此，可将电厂中为了实现热转 化为功所必须放出的热量的部分或全部用来供给热用户的需 要、从而形成既产热又产电的热电联产循环，热电联产循环 能把部分放给冷却水的热量加以利用，可以大大提高燃料的 利用率。
新型超临界二氧化碳动力循环发电系统及控制策略
新型超临界二氧化碳动力循环发电系统及控制策略摘要：近年来，超临界二氧化碳作为一种高效无污染的清洁运行工质一起了众多学者的关注，超临界二氧化碳布雷顿循环则成为了一种具有极大潜力的替代能源转换系统。
由于超临界二氧化碳具有一系列优势，使其在核反应堆、燃煤联合循环、太阳能等方面具有广泛的应用前景。
为了不断提高超临界二氧化布雷顿循环的性能，本文提出了一种新型的超临界二氧化碳的动力循环发电系统，并对其控制策略进行了比较分析。
关键词：超临界二氧化碳；布雷顿循环；控制策略1.超临界二氧化碳布雷顿循环研究现状超临界二样化碳布雷顿循环由Feher于1967年首次提出，整个循环中，二氧化碳的运行温度和压力均在临界温度和严厉（7.39Mpa, 31.1°C）之上。
Angelion 在2004年对超临界二氧化碳普通布雷顿循环系统的理论性能做了总结，分析了整个循环的设计点性能。
此后，Dostal在技术分析上提出了再压缩超临界二氧化碳循环，相比于简单的回热循环，再压缩循环能够提供更高的热利用效率，降低高压与低压CO2之间存在的热容差，降低“夹点”的影响。
后来，学者们相继提出了预压缩模型和部分冷却模型，均是为了改善换热器冷热流热用不同的问题，从而提高热效率。
美国研究S-CO2布雷顿循环最早，目前在科罗拉多州和桑迪亚国家实验室更有一套循环装置，大力推进S-CO2发电的商用化，日本正开发一套高温高压无污染的S-CO2循环机组，现阶段已完成燃气轮机的燃烧试验。
韩国、捷克等国家均开展了S-CO2布雷顿循环的设计及试验研究，但仍处于理论研究和试验的起步阶段。
我国对S-CO2布雷循环的研究不多，近年也相继开展对S-CO2作为工质进行发电的研究工作。
2.新型S-CO2动力循环发电系统图一给出了新型S-CO2动力循环发电系统流程图。
新型S-CO2动力循环发电系统是在再压缩S-CO2布雷顿循环的基础上引入另一个热交换器和涡轮机，S-CO2在换热器1中被加热后进入高压透平做功，随后S-CO2工质不是直接进入回热器，而是再次进入换热器2进行二次加热，通过低压透平做功后进入回热器。
气体动力循环13-斯特林循环等
T3
opt ( w净 )
k 2( k 1)
T1
最大循环净功 wopt c pT1
工程热力学
1
2
s
燃气轮机的实际循环
压气机：不可逆绝热压缩
T 2
2’
燃气轮机：不可逆绝热膨胀
定义： 压气机绝热效率
3
4’
4
h2 h1 c h2' h1
1
燃气轮机相对内效率
oi
工程热力学
s
对净功的影响
1 k k 1 T k k w净 c pT1 1
3
3’
2 4
当 不变
w净
t 1
1
k 1 k
4’
1
不变
但T3 受材料耐热限 制 工程热力学
T3 T1
s
对净功的影响
1 k k 1 T k k w净 c pT1 1
和 opt w
' t
' 净
的关系
' 净
opt
>
opt w opt w
opt
' t
地面上，尺寸次要，省燃料，取 空中，尺寸重要，取 提高
' 净
有无 其它 途径
t
受材料耐热限制
取最佳
工程热力学
提高勃雷登循环热效率的其他途径
一、回热
T4 在500oC以上
2
2
v
工程热力学
勃雷登循环（Brayton Cycle）
用途： 航空发动机 尖峰电站
热力发电原理与系统-4-新型动力循环
煤 空气 蒸汽 种子
高温燃气
气 化 炉
磁流体通道 发电机
发电
渣
热 燃
气
蒸汽轮机
凝汽器
烟 道
先进烟气净化系统
烟气
热回 收装 置
水
用过的种子 渣
磁 流 体 发 电 联 合 循 环
磁流体发电联合循环(MHD-CC)
(Magnetohydrodynamics Combined Cycle)
特点：
1、无运动机械，热转变为电不经机械能 2、温度3000K，热效率可达60% 3、污染小、种子（钾、铯化合物）有脱硫作
▪ 燃气轮机的发展
热力参数与单机容量逐步提高，达W>200MW，热 效率35~41%；
可靠性95~98.5%，可作为基本负荷电站；
▪ 联合循环的现实可行性
燃气轮机排气温度t4=400~600 ℃； 大功率机组排气量300kg/s以上； 利用排气能量加热蒸汽轮机给水(取代锅炉)，大
大提高供电效率，极限效率(烧气)约58%。
可实现煤化工综合利用，生产硫、硫酸、甲醇、 尿素等；
单机功率可达300~400MW
▪ 缺点
目前煤气化和净化的热损失还偏大； 初期投资大。
整体煤气化联合循环(IGCC)
应用
目前已建成或拟建的IGCC电站10余座， 美国预测，2030年IGCC市场份额达 35%左右
如美国加州有一个电站，“世界上最 洁净的燃煤火电站，脱硫98-99%，产 生元素硫，排渣中主要是Al、Si、Fe、 Ca等无害元素，用于绝缘材料和筑路 材料
燃料+氧化剂
化学能
电能
电化学反应
分类： 熔融碳酸盐型(MCFC)
磷酸盐型 (PAFC)
第6章动力循环
– 提高热效率 – 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 – 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 – 可兼作除氧器
使用
– 小型火力发电厂回热级数一般为1～3级，中大型火 力发电厂一般为 4～8级。
三、热电联供循环
过热器
1 汽轮机
锅炉
4
给水泵
3
2' 热用户
背压式热电联产循环简图 背压>0.1MPa
尽管采用了高参数、再 热、回热等措施，循环 热效率仍低于50％，大 部分被排放于冷却水或 大气中，这部分热能数 量虽大，但因温度接近 于环境温度，故不能用 来转换为机械能。为了 充分利用热能，自然地 联想到用发电厂作了功 的蒸汽的余热来满足热 用户的需要，这种作法 称为热电联供。
汽轮机作功：
ws,12 h1 h2
水泵绝热压缩耗功：
ws,34 h4 h3
循环净功：
wnet (h1 h2 ) (h4 h3)
锅炉中的定压吸热量：
朗肯循环
q1 h1 h4
凝汽器中的定压放热量：
热效率：
q2 h2 h3
t
wnet q1
ws,12 ws,34 q1
1 q2 q1
我国已成批生产功率分别为200MW、300MW、 600MW的锅炉、汽轮机和发电机组；
热力发电厂这样以水蒸气为工质的蒸汽动力装 置工作循环称为蒸汽动力循环。
Gas Cooled Reactors (GCR)
Uses carbon dioxide used as coolant. Graphite moderators allow use of natural
热电联供循环的评价
只采用热效率不够全面，能量利用系数
已被利用的能量 K 工质从热源得到的能量
工业应用中的新型动力循环论文
工业应用中的新型动力循环张向阳，马素霞，崔志刚（太原理工大学热能与动力工程）摘要：燃气轮机用于电力工业始于20世纪50年代，随着燃气轮机单机功率和热效率的大幅度提高，燃气—蒸汽联合循环技术日趋成熟，燃气轮机及联合循环有望成为21世纪新型发电技术乃至洁净煤发电技术的支柱，广泛应用于工业生产中。
关键词：HAT循环；卡琳娜循环；IGCC发电——甲醇联产；IGCC合成气；CO2分离与捕集1 引言近年来，微型湿空气透平循环系统在我国得到快速发展，其用于分布式供能的前景广阔；IGCC——甲醇联产系统，一步法合成气经甲醇制汽油和化工一IGCC 联产技术，IGCC合成气中分离CO2在工业中得到了较为广泛的研究和应用。
2 卡琳娜循环在火电厂节能降耗中的应用研究2.1卡琳娜循环为了提高能源的利用率、减少热力经济类损失，改用低沸点工质是利用低温热源的有效途径。
我国在低温热能利用方面，经历了长期的开发，实践了补燃、闪蒸、双压、三压等余热发电的应用技术，以及开发特殊工质等。
卡琳娜( Kalina) 循环以水、氨为非共沸混合液作为工质，适用于低温热源的高效热力循环系统，它是一种新型节能技术。
卡琳娜循环工艺流程图如图1所示。
图1卡琳娜循环工艺流程图图1中，约140 ℃的烟气进入卡琳娜循环系统的蒸发器( HE-3) ，将热量传递给循环工质——氨水混合物，氨水的汽水混合物进入分离器进行汽液分离; 分离出来的饱和氨蒸汽进入氨气汽轮机膨胀作功，驱动发电机发电; 分离出来的稀氨水进入回热器( HE-2) ，加热部分氨水混合物回收热量。
氨蒸汽作功后的乏汽以及来自分离器的稀氨水进入冷凝器( HE-1) ，经冷却水冷却凝结成氨水，再经过氨水泵送到蒸发器( HE-3) 和回热器( HE-2) 的冷端进口，在蒸发器( HE-3) 和回热器( HE-2) 中分别吸收烟气和分离器分离下来的稀氨水的热量。
如此循环方式即称为卡琳娜循环［5］。
我国在低温能源的利用方面已取得了长足的进步。
动力循环
（2）采用多级压缩中间冷却以及再热的回热循环 采用多级压缩中间冷却以及再热的回热循环
采用多级压缩中间冷却，可使压缩终了温度降低。 采用多级压缩中间冷却，可使压缩终了温度降低。而采 用多级膨胀中间再热，可使膨胀终了温度提高。 用多级膨胀中间再热，可使膨胀终了温度提高。这两方面都 可使回热的温度范围大为扩展， 可使回热的温度范围大为扩展，从而提高平均吸热温度及降 低平均放热温度，使循环热效率得到较大的提高。 低平均放热温度，使循环热效率得到较大的提高。 结构复杂，体积较大， 结构复杂，体积较大，因而常单独采用多级压缩中间冷 或采用多级膨胀中间再热。 却，或采用多级膨胀中间再热。
时循环净功有极大值。 时循环净功有极大值。
二、燃气轮机的实际循环 压气机耗功： 压气机耗功：
ηc, s 燃气轮机轴功： 燃气轮机轴功： ( ws ) T = ηT (h3 − h4 )
( ws ) c =
h2 − h1
w0 ( ws ) T − ( ws ) c 循环热效率： 循环热效率： η t = 1 − = q1 q1
ε ↑ ε → ηt ↑ p1v1 w0 = (λ − 1)(ε κ −1 − 1) κ −1
可见： 可见：
↑ λ , ↑ ε → w0 ↑
②定压加热循环（笛塞尔循环） 定压加热循环（笛塞尔循环）
特点： 1,为混合 特点：λ＝1,为混合 加热循环的一个特例， 加热循环的一个特例，将 其代入混合加热循环的热 效率及循环净功的表达式， 效率及循环净功的表达式， 即分别有： 即分别有： 1 ρκ −1 η t = 1 − κ −1 ε κλ ( ρ − 1) 可见： 可见：
混合加热循环的循环净功为： 混合加热循环的循环净功为：
′ ′ w0 = (q1 + q1′) − q2 = cV 0 (T3 − T2 ) + c p 0 (T4 − T3 ) − cV 0 (T5 − T1 )
基于朗肯循环和卡琳娜循环的中低温余热动力循环分析
基于朗肯循环和卡琳娜循环的中低温余热动力循环分析聂晶【摘要】中低温朗肯循环、 Kalina循环、氨吸收式动力循环和槽式太阳能Kalina发电循环系统都是低温余热动力循环的主要方式, 对其热力学原理以及Kalina循环的影响因素进行分析, 认为研究推广中低温朗肯循环及Kalina循环和多种应用形式的Kalina循环对提高中低温余热循环效率更加有效, 而且Kalina循环技术相比其它热力循环具有更加光明的发展前景和更加广泛的工业应用范围.%This article introduces main cycle systems of waste heat utilization in the range of mid-low temperature, including Rankine cycle in mid-low temperature, Kalina cycle, ammonia absorption power cycle and trough solar thermal power plant system, and also deeply analysis the thermodynamic principles and influence factors of Kalina cycle. It is universally acknowledge that studying and spreading Rankine cycle system, Kalina cycle system and vari-ous forms of other Kalina cycle systems are necessary for improving the power cycle efficiency of mid-low tempera-ture waste heat utilization. Compared with other thermodynamic cycles in power cycle technology, Kalina cycle has a prospective development and more extensive range of industrial applications.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】5页(P40-44)【关键词】余热利用;中低温Rankine循环;Kalina循环;氨-水物性【作者】聂晶【作者单位】上海海事大学商船学院轮机系, 上海201306【正文语种】中文【中图分类】TB61自工业革命以来，人类不断消耗煤炭、石油、天然气资源，造成了全球性的能源短缺。
热能与动力机械基础复习题
热能与动力机械本原循环经济——是由“资源—产品—再生资源〞所构成的物质反复流淌的经济开发模式。
它要求在经济活动中以“3R缘故此〞作为行为准因此：(1)减量化(Reduce)缘故此。
用较少的原料和能源投进来抵达既定的生产或消费的目的。
(2)再使用〔Reuse)缘故此。
产品和包装容器能以初始的形式被反复使用。
(3)再循环(Recycle)缘故此。
生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成能够利用的资源，而不是不可恢复的垃圾。
循环经济的特征——低开采、高利用、低排放，它是一种与环境和谐相处的经济开发模式。
通过循环经济，使资源的使用减量化、产品能反复使用和废弃物资源化，从而实现“最正确生产、最适消费、最少废弃〞。
1．单位GDP〔国内生产总值〕能耗是指某一年或某一个时期，实现单位国民经济产值所平均消耗的能源数量。
单位GDP能耗即单位产值能耗，属于宏瞧经济领域的指标，其表达式为r﹦E/M式中，E—能源消耗量(指标准煤)；M—同期国民经济生产总值。
单位为吨标准煤/万元。
2．单位产品能耗是指每单位产品产量所消耗的能量，属于微瞧经济领域的指标。
它又分为单耗和综合能耗两种，可用一个式子来表达C﹦E p/A式中，A为产品产量；E p为产品能耗。
当E p是指某种能的消耗量时，C为单耗，如生产1kWh电的煤耗；要是E p是指生某种产品过程中所消耗的各种一次能源、二次能源的总消耗量，因此C为综合能耗。
3．能源利用效率它为被有效利用的能量(或获得的能量)与消耗的能量(或投进的能量)之比。
它被用来考察用能的完善程度，其定义式为η﹦E e/E cη—为能源利用效率；E e—有效利用的能量；E c—消耗的能量。
(火用)效率我们能够广义地定义(火用)损失。
关于某一个系统或设备，投进或虚耗的(火用)Ex i 与被利用或收益的(火用)Ex g之差，即为该系统或设备的(火用)损失Ex L，可表示为Ex L=Ex i﹣Ex g而被有效利用〔或收益〕的(火用)与投进〔或虚耗〕的(火用)之比，因此为该系统或设备的(火用)效率ηex，也称为有效能效率环境污染的防治1)改善动力机械和热能利用的各种设备的结构，并研制新型高效装置。
一种联合布雷顿循环与SOFC的新型混合动力装置[发明专利]
![一种联合布雷顿循环与SOFC的新型混合动力装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/603b3da7ed3a87c24028915f804d2b160b4e8608.png)
专利名称：一种联合布雷顿循环与SOFC的新型混合动力装置专利类型：发明专利
发明人：董平,王佳宾,徐虎,郭兆元,郑群
申请号：CN202111429803.5
申请日：20211129
公开号：CN114132469A
公开日：
20220304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种联合布雷顿循环与SOFC的新型混合动力装置，包括闭式布雷顿循环系统和固体氧化物燃料电池，主要包括压气机，回热器，换热器，SOFC系统，铝水反应器，涡轮，发电机，冷凝器，高氯酸盐制氧器和智能水泵。
本发明以全封闭小型动力装置为技术核心，针对深海探测器等精密性无氧设备进行设计使用。
该系统与传统热机相比，具有能量密度高，能量转化效率强(2～3倍)，减噪隐蔽，燃料适应性好等诸多优点，满足水下航行长航时、大航程、高功率密度的动力发展需求。
申请人：哈尔滨工程大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室国籍：CN
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新型动力循环
1压比压气机进出口压力之比2.温比循环最高温度和最低温度之比3.节点温差蒸发器入口烟气侧温度与入口处饱和水温度之差4.接近点温度蒸发器入口处未饱和水温与饱和水温度之差5.接触点温差省煤器出口未饱和水温和对应压力下的饱和水温度之差6.比功1Kg空气完成一个循环后对外输出的功7.热效率工质完成一个循环后把外界加给工质的热量q转换为机械功的百分数8.最佳压比对每一个温比存在一最大比功所对应的压比称为最佳压比9.发电所增耗的燃料热量FCP:FCP是热电联产系统比相应的单纯供热系统多消耗的热量除以热电联产系统的净增电出力10.对机组热效率影响排序11.热电联产机组的总热效率是热电联产机组输出的电和热的总能量与输入能量的比值电热比热电联产机组在对外界每小时供应每单位热能时机组对应的所发出的净功率12.已知程氏双流体循环中某燃烧室能量转换图，列出下列能量平衡式①燃气轮机能量平衡关系式②机组所发的实际可用功率③相对于1kg/h燃料进入燃烧室的压缩空气所携带的热量：④相对于1kg/h燃料而言流出燃烧室的双流体工质所携带的热量13.程氏双流体循环的优缺点。
优①设备简单②循环热效率高③机组的比功大④变工况特性好⑤可以减少NOx⑥有利于提高余热锅炉效率缺蒸汽连续的排向大气,较难收回,需要大容量的水处理设备向余热锅炉补充软水14:程氏与余热差别①设备简单②T3高,热效率高③补充软水耗费昂贵④背压高蒸汽做工能力受限15:余热锅炉优点①结构简单②施工周期短③运行可靠性高④投资低廉余热锅炉平衡方程①燃气轮机②余热锅炉③蒸汽轮机16.燃料电池的概念工作原理及特点概念是一种把燃料在燃烧过程中释放的化学能直接转化为电能的装置工作原理工作时向负极供给燃料(H),向正极供给氧化剂(空气).氢在负极分解成正离子H+和电子e-.氢离子进入电解液中而电子则沿外部电路移向正极用电的负载就接在外部电路中在正极上空气中的氧同电解质液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水这正是水的电解反应的逆过程特点①能量转换效率高(高效).②环境友好③安静④可靠性高17.IGCC：设计思想：首先使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，然后通过净化处理，把粗煤气中的灰分和含硫物质尽量除掉，进而供到燃气—蒸汽联合循环机组燃烧做功，借此达到以煤代替石油的目的。
高效率的新型动力循环
第18卷第4期现 代 电 力V o l118 N o14 2001年11月M OD ERN EL ECTR I C POW ER N ov12001文章编号:100722322(2001)0420009206高效率的新型动力循环刘齐寿 王运路 黄锦涛(西安交通大学,西安 710049)摘 要:沸点不同的混合工质在吸热蒸发过程中是变温过程,这可以大大降低换热过程的不可逆损失。
本文利用这一特点,介绍了应用氨2水混合物作为工质的新型热力循环,包括作为联合循环底层循环的Kalina循环和应用低温热源的电冷联产循环,并对这种循环的热经济性进行了分析,结果表明应用混合工质的热力循环会得到更高的循环效率。
关键词:热力循环;氨2水混合物;Kalina循环;地热能分类号:T K219文献标识码:A动力工程中,最常用的热力循环是以水2水蒸汽为工质的R ank ine循环,R ank ine循环中,热源(如高温烟气)的放热过程是变温的,而水吸热蒸发是定温过程(图1(a)),由于水与高温烟气的换热过程温度曲线配合不好,导致不可逆损失较大;蒸发终态点处,高温烟气的温度应比水的沸点高25℃左右,这限制了排烟温度的降低,因此R ank ine循环效率的提高也受到限制[1]。
采用沸点不同的氨2水混合物作为工质,由于工质吸热蒸发是变温过程,使热源的放热过程与混合工质的吸热过程曲线更好的配合,最大限度的降低传热过程不可逆损失(图1(b)),同时热源的放热温度可以大大降低。
此外由于氨沸点远比水的沸点低,因此以氨2水混合物做工质的热力循环也可应用低温热源,如低温太阳能、地热能、常规电厂废热等。
1 氨2水混合物性质图2作出了氨2水混合物相平衡图,图中横坐标为混合物中氨的质量百分比,纵坐标为温度,图中1点代表氨的质量百分比为X,温度为T的氨2水混合物气2液两相平衡状态点,混合物气体中气态氨的浓度为X G,混合物液体中液态氨的浓度为X L,随着温度的改变,X G和X L将会改变。
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1压比压气机进出口压力之比
2.温比循环最高温度和最低温度之比
3.节点温差蒸发器入口烟气侧温度与入口处饱和水温度之差
4.接近点温度蒸发器入口处未饱和水温与饱和水温度之差
5.接触点温差省煤器出口未饱和水温和对应压力下的饱和水温度之差
6.比功1Kg空气完成一个循环后对外输出的功
7.热效率工质完成一个循环后把外界加给工质的热量q转换为机械功的百分数
8.最佳压比对每一个温比存在一最大比功所对应的压比称为最佳压比
9.发电所增耗的燃料热量FCP:FCP是热电联产系统比相应的单纯供热系统多消耗的热量除以热电联产系统的净增电出力
10.对机组热效率影响排序
11.热电联产机组的总热效率是热电联产机组输出的电和热的总能量与输入能量的比值
电热比热电联产机组在对外界每小时供应每单位热能时机组对应的所发出的净功率
12.已知程氏双流体循环中某燃烧室能量转换图，列出下列能量平衡式
①燃气轮机能量平衡关系式
②机组所发的实际可用功率
③相对于1kg/h燃料进入燃烧室的压缩空气所携带的热量：
④相对于1kg/h燃料而言流出燃烧室的双流体工质所携带的热量
13.程氏双流体循环的优缺点。
优①设备简单②循环热效率高③机组的比功大④变工况特性好⑤可以减少NOx⑥有利于提高余热锅炉效率缺蒸汽连续的排向大气,较难收回,需要大容量的水处理设备向余热锅炉补充软水
14:程氏与余热差别①设备简单②T3高,热效率高③补充软水耗费昂贵④背压高蒸汽做工能力受限
15:余热锅炉优点①结构简单②施工周期短③运行可靠性高④投资低廉
余热锅炉平衡方程①燃气轮机②余热锅炉
③蒸汽轮机
16.燃料电池的概念工作原理及特点
概念是一种把燃料在燃烧过程中释放的化学能直接转化为电能的装置
工作原理工作时向负极供给燃料(H),向正极供给氧化剂(空气).氢在负极分解成正离子H+和电子e-.氢离子进入电解液中而电子则沿外部电路移向正极用电的负载就接在外部电路中在正极上空气中的氧同电解质液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水这正是水的电解反应的逆过程
特点①能量转换效率高(高效).②环境友好③安静④可靠性高
17.IGCC：设计思想：首先使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，然后通过净化处理，把粗煤气中的灰分和含硫物质尽量除掉，进而供到燃气—蒸汽联合循环机组燃烧做功，借此达到以煤代替石油的目的。
组成部分作用：气化岛—水煤浆的制备和储存和粗煤气显热的回收和除灰脱硫。
动力岛：燃气—蒸汽联合循环发电。
空分岛：空气分离。
原因：①碳的转化率冷煤气效率低②热煤气显热回收不充分③低温下损失部分水蒸气的气化潜热④厂用电耗率高⑤燃气轮机和蒸汽轮机的主参数选择不够先进⑥排气温度过高，排气余热未充分利用
改良措施：①以干法煤粉系统来取代水煤浆供给系统②采用高温干法的除灰脱硫系统，并改善热煤气显热回收系统的设计③降低氧气浓度，并使N2返回到燃气轮机中参与循环④选
用高参数高效率的燃气轮机和蒸汽轮机。
面临问题：①投资费用和发电成本高②燃气轮机技术有待提高③厂用电高
工艺流程：
18.什么是合成气园？优点？
合成气园：利用从单一的设备中产生和合成来进行跨行跨部门的联合生产，以得岛多种具有高附加值的化工产品，液体燃料、城市煤气和氢气，以及用于工艺过程的热能和电能等。
优点：①能源的利用率高②能耗低③投资和运行成本低④全生命周期的污染物排放少19.卡琳娜循环条件：①吸收放热介质再热容量上要匹配好②使用一种非恒温相变的工质作为吸收工质阶段：①液态加热②两相共存蒸发③气相过热
特点：①传热温差小②火用损失小③热效率高④比功高⑤冷态启动时间短⑥建筑面积小⑦建筑和维护费用少
20.为什么补燃式余热锅炉燃气—蒸汽联合循环很少采用？
此循环燃气轮机的初温超过900℃后，补燃方式不仅不能改善联合循环的热效率，还会使Pst/Pgt的倍率下降，使联合循环热效率恶化，因此很少采用。
补燃式主要优点：①装置尺寸小占地少投资费用低②运行机动性好③部分负荷工况热效率高
④可烧煤或其他劣质燃料
21.HAT循环方程及程氏区别
方程
区别：相同：①设备简单②循环效率高③比功大④减少NOx的排放⑤需补充软水⑥变工况性能好不同：①程氏燃烧中含有较多水蒸气，增大混合气体的换热系数，余热锅炉效率高
②HAT燃气轮机的改装工作量和难度较大
22.热电联产配置方案
余热锅炉①非补燃式②部分补燃式③完全补燃式
蒸汽锅炉①背压式②抽气背压式③可调节的抽气供热的凝汽式④纯凝汽式
23.磁流体发电：带电流体通过燃料惰性气体碱金属而得到的
特点：①效率高②启动快③节约水资源④污染小
条件：①带电流体②足够的高温度③超导磁场（热能→电能）
问题：①高温问题②超导③排渣
紧急避孕药不能常规手段
初夜。