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热力发电2025年第04期:超临界二氧化碳锅炉传热管传热性能分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王生鹏;杨玉;倪依柯;吴家荣;乔永强;张一帆;李红智;严俊杰;

单位:西安交通大学能源与动力工程学院;西安热工研究院有限公司;

摘要:超临界二氧化碳(S-CO_2)循环发电技术具有更好的灵活性,在火力发电领域替代蒸汽发电技术对构建新型电力系统、建设现代能源体系、实现“双碳”目标具有重要战略意义。针对超临界二氧化碳锅炉(S-CO_2)实际运行范围内的传热特性进行了数值模拟和实验研究,分析了工质物性参数对传热性能的影响规律。结果表明:在相同的流量条件下,CO_2传热系数随导热系数的减小而降低,这是因为流体边界层热阻随导热系数降低而增大;在相同的导热系数条件下,CO_2传热系数随Re的增大而增大,这是因为当Re增大时,流体边界层变薄,边界层热阻降低;在管内CO_2工质压力为3~30 MPa,焓值为500~1 150 kJ/kg,工质Re为1.1×10~5~2.1×10~6条件下,拟合得出考虑边界层物性修正的传热和阻力系数关联式,其平均偏差为3.33%,表明其具有较高精度。研究结果为后续S-CO_2锅炉的设计和研究奠定了基础。

关键词:超临界二氧化碳锅炉;;传热;;实验测量;;数值模拟

基金资助:陕西省创新能力支撑计划项目(2023-CX-TD-18)~~