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申请/专利权人:哈尔滨工程大学
摘要:本发明公开了一种海底热液ORC发电系统设计计算方法。本发明为一种针对深海环境下,基于热管式换热器的有机朗肯循环发电装置的设计计算,热力校核以及强度校核计算方法。通过运用傅里叶导热定律、对流换热关联式等计算系统各部分的传热效率或功率,校核蒸发器与冷凝器热管传热量,并结合海底环境参数、工质物性参数等分析计算海底热液ORC系统最终的发电功率与能量利用效率。同时根据《GB150‑2011压力容器》与《GBT8890‑1988热交换器用铜合金无缝管》等的要求校核热管换热器的规格是否达标。本发明可用于各类以热管换热器为基础的ORC系统设计计算,计算结果精确度较高,对于ORC发电、余热回收等设备的设计具有指导意义。
主权项:1.一种海底热液ORC发电系统设计计算方法,其特征在于:包括步骤:步骤1:确定初始条件,根据设备所处的海底环境以及海底黑烟囱特性,确定热源条件包括环境压力、热液物性,并由此初步确定蒸发端热管的数量、排列方式、材质及物性参数、外形尺寸,选用合适的热管内工质,确定ORC工质的物性参数;步骤2:根据步骤1所确定的参数,进行热管各部分热阻以及最终传入蒸发器热量的计算;并根据ORC内工质物性等校核计算热管壁厚以及热管的传热量;步骤3:确定蒸发器的材料、外形尺寸以及蒸发器内工质压力、入口工质干度、比焓,结合ORC工质物性参数,计算蒸发器出口工质干度、比焓以及质量流量;步骤4:根据蒸发器出口参数以及选用的汽水分离器特性,计算汽水分离器出口蒸汽参数;步骤5:膨胀机涡轮绝热膨胀做功,计算出口工质实际焓值,并通过流量与出入口比焓差计算涡轮做功;步骤6:根据涡轮出口参数,结合蒸发器计算方法,确定冷凝器材料、尺寸以及传热量;步骤7:步骤2的方法,计算冷凝器端热管传热量,并进行热量校核与强度校核计算;步骤8:根据冷凝器出口工质参数以及蒸发器入口工质参数,计算泵的耗功;步骤9:调整各项数据,得出ORC系统最终输出功以及能量利用效率。
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权利要求:
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