۱۰۸۹۱پ
per
بررسی و تحلیل ترمواکونومیکی بازیافت انرژی هدررفت سیکلMHR- GT
/وحید زارع
: دانشکده فنی مهندسی مکانیک
۱۴۹ص
چاپی
دکتری تخصصی
گروه مهندسی مکانیک
۱۳۹۲/۰۴/۱۸
تبریز
در سال‌های اخیر با توسعه روزافزون صنایع، افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی، کاهش منابع سوخت‌های فسیلی و بروز مشکلات حاصل از گازهای گلخانه‌ای، استفاده از انرژی هسته‌صای برای تولید برق بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است .در این راستا به کارگیری چرخهMHR - GTبرای تولید توان به دلایلی نظیر داشتن بازده زیاد) حدود( ۴۸ ، ایمنی بالای رآکتور و قیمت پایین برق تولیدی یکی از گزینه‌صهای مطلوب می‌صباشد .توان خالص تولیدی چرخهMHR - GTحدود MW۲۸۵ است و در پیش‌صخنک‌صکن این چرخه انرژی حرارتی زیادی) حدود MW۳۰۰) دفع می‌صشود که در دمای حدود۱۰۰ - C۲۰۰بوده و لذا دارای اگزرژی نسبتا بالایی است .به منظور بهبود عملکرد و افزایش بازده کلی تبدیل انرژی می-توان از انرژی حرارتی مذکور در سیستم‌صهای مناسب بهره برد و از هدررفت آن جلوگیری نمود .در رساله حاضر چهار چرخه تحتانی مختلف شامل سه چرخه با سیال عامل آب-آمونیاک و یک چرخه رانکین با سیال عامل آلی برای استفاده از انرژی مذکور پیشنهاد شده و عملکرد چرخه‌صهای ترکیبی با یکدیگر و همچنین با چرخهMHR - GTمقایسه شده است .این مقایسه هم از نقطه‌صنظر ترمودینامیکی و هم از دیدگاه اکونومیکی انجام گرفته است .در نهایت به منظور محاسبه قیمت واقعی‌صتر برای توان تولیدی ملاحظات قابلیت اطمینان لحاظ شده و عملکرد چرخه‌صها مورد ارزیابی قرار گرفته است .نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌صدهد در تمامی چرخه‌صهای ترکیبی دبی جرمی هلیم کمتر از چرخهMHR - GTاست و این عامل باعث کاهش اندازه و در نتیجه قیمت اجزایMHR - GTدر چرخه‌صهای ترکیبی می‌صشود .بنابراین آهنگ کل هزینه، که شامل هزینه-های سرمایه گذاری اولیه و هزینه‌صهای نگهداری و عملیاتی است، برای چرخه‌صهای ترکیبی نسبت به چرخهMHR - GTافزایش چشم‌صگیری ندارد .همچنین نشان داده شده است در شرایط عملکرد بهینه، چرخه ترکیبیMHR/ORC - GTدارای بازده قانون دوم بیشتر و قیمت واحد محصول کمتر در مقایسه با سایر چرخه‌صهای ترکیبی می‌صباشد .در عین حال بازده این چرخه ترکیبی حدود ۱/۱۲ بیشتر و قیمت واحد محصول آن حدود ۴/۱۱ کمتر از چرخهMHR - GTاست .تأثیر لحاظ کردن مسئله قابلیت اطمینان در بررسی عملکرد چرخه‌صها افزایش قیمت توان تولیدی و کاهش دسترس‌صپذیری چرخه‌صها به علت افزایش زمان پیش بینی نشده‌صای است که چرخه در پی از کار افتادن اجزاء از فعالیت باز می‌صماند .به عنوان مثال قیمت واحد توان تولیدی برای چرخه ترکیبیMHR/ORC - GTبا در نظر گرفتن ملاحظات قابلیت اطمینان حدود ۷/۴ افزایش می‌صیابد .افزایش قیمت تمام شده توان تولیدی باعث نزدیک‌صتر شدن آن به قیمت واقعی شده و موجب می‌صشود استناد به آن در تصمیم‌صگیری‌صهای اقتصادی منجر به حصول نتایج مطمئن‌صتر و ایجاد خطای کمتر شود
MHR/ORC is increased by around 4.7 when the reliability is considered -MHR. When the equipment reliability is considered, the power cost is increased due to the unexpected equipment downtime resulting from failure and subsequent repair. For instance, the unit cost of product for the combined GT-MHR/ORC are calculated around 12.1 higher and 11.4 lower than those for the GT-MHR/ORC has the highest second law efficiency and the lowest unit cost of power among the combined cycles. The second law efficiency and the unit cost of power for the combined GT-MHR. The results reveal that, at the optimum conditions, the combined GT-MHR cycle. A lower helium mass flow rate results in a smaller component size and cost. Therefore, the total cost rate of overall system for the combined cycles does not increase significantly compared to the GT-MHR from the thermoeconomic perspective. In addition, reliability considerations are taken into account in evaluating the cost of produced power. The results show that, in all the combined cycles the helium mass flow rate is lower than that in the GT-MHR cycle, a considerable amount of thermal energy (about 300 MWth) is dissipated at a temperature of around 100200C. This energy can be utilized in a proper system to enhance the overall energy conversion efficiency. In the present thesis, four bottoming cycles are considered for the waste heat recovery. These cycles are: the ORC, the Goswami cycle, the KCS11 and the KCS34. The performances of combined cycles are investigated and compared with that of the GT-cooler of GT-Modular Helium Reactor) performance as these power plant systems have high thermal efficiency (about 48 ), reactor safety and low cost of produced electricity. For thermodynamic reasons, in the pre-MHR (Gas Turbine-In recent years, industrial development, increasing demand for electricity, fossil fuel resources depletion and the problems arising from greenhouse effects, have urged investigators to pay more attention to the nuclear power generating systems. In this respect, a lot of research works have been devoted to the evaluating of GT
زارع، وحید
سیدمحمودی، سیدمحمد، استاد راهنما
یاری، مرتضی، استاد راهنما
عمیدپور، مجید، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
