摘要：选用6种干工质,在相同低温热源参数下,确定有机工质向心透平设计工况,采用筛选法对透平进行设计参数优选及热力设计,并分析不同工质透平的热力设计方案与热源的匹配性。在参数选取阶段,应结合工质物性避免加速因子过大,有机工质向心透平较为适用的设计参数选择区域与文献推荐的有所不同;由计算结果可知,采用R600a设计的透平相对内效率居中,但系统热效率最高,为9.96%,内功率最大,为80.69 k W,采用R123的系统热效率为8.44%,内功率最低,为68.54 k W;采用R600a和R600工质透平的系统热效率和内功率较高,几何尺寸相对较小,与给定热源条件具有较好的匹配性。

摘要：本文按实际气体计算有机工质蒸气物性,编写有机工质向心透平气动设计和变工况性能预测程序,对以R123为工质的向心透平进行气动设计优化、变工况性能预测计算。通过数值实验模拟分析三维流动情况和整机性能,结果显示透平设计和性能预测结果有效、可靠,但气动设计对强激波引起的损失及气流偏转估计不足,需要改进气动设计和性能预测方法,优化叶型。

摘要：分别采用迭代法和筛选法对向心透平进行热力设计和气动设计,通过三维数值模拟分析了向心透平的变工况性能。结果表明:在不同入口质量流量下,总对总效率随相对转速的变化规律不同,入口质量流量越大,总对总效率最高点对应的相对转速越小;在设计入口质量流量下,向心透平在一定的相对转速范围内可以保持稳定高效运行;入口质量流量一定时,向心透平输出功率随相对转速的增大先提高后降低;相对转速一定时,向心透平输出功率随入口质量流量的增大而提高,随着相对转速的增大,向心透平输出功率的变化速率减缓。

摘要：为了对有机工质冷却核反应堆概念进行研究,本文首先分析了有机工质作为反应堆冷却剂和慢化剂的重要特征和关键技术问题,以及主要有机工质冷却核反应堆技术方案,在此基础上,开展了5 MW微型堆芯中子学特性研究。研究结果表明,在相同堆芯布置条件下,有机工质冷却核反应堆慢化剂温度系数绝对值小于压水堆,功率分布更加平坦。本文研究成果可以为我国正在大力发展的多用途微型核反应堆电源及供热系统技术路线选择提供重要参考。

摘要：以蒸发与冷凝温差为30℃的20 kW月球基地能量系统为例,采用R600a为工质研究了有机工质透平/泵一体化一维设计和三维建模,使用CFD模拟计算了蒸发温度对透平和工质泵效率、流量和功率的影响规律,及透平/泵在转速、质量流量和压比相等的强耦合约束条件下的变工况运行特性。研究表明:透平/泵最佳设计转速为23610 r/min,透平进口直径为156 mm时效率为79%,泵出口直径为29 mm时效率为71%;随着蒸发温度的增加,透平/泵的转速呈线性增加,效率先上升后下降,保持在70%以上,输出功呈线性增加趋势;当考虑蒸发器、冷凝器和管路压损时,同转速下蒸发温度比理想情况低2.16℃、输出功率低3.13 kW、效率略微下降;透平/泵一体化技术结构紧凑,在变工况时拥有良好的运行性能,非常适用于对体积重量要求较高的航空航天领域。

摘要：有机朗肯循环发电技术在回收低品位热源方面具有明显优势。以150℃的低温烟气为热源,选用R245fa和R600为工质,在相同热源参数下,确定透平设计条件,采用筛选法对透平进行热力设计,根据设计参数对透平进行三维造型及数值模拟研究,分析各工质透平通流部分的流场,并结合系统热力性能参数,对透平整体性能进行分析。由计算结果可知,与R245fa透平相比,R600透平的通流部分流场分布较合理,且透平相对内效率和系统输出功率均较大,分别达到了75.13%和75.34k W,与给定热源条件具有较好的匹配性。

摘要：设计建造以有机工质为能量传输介质的低温循环发电系统。通过实验系统对R114、R123、R245fa等有机工质进行热力性能分析,可获得它们的输出功率、热效率、损失和效率变化曲线。实验结果表明有机工质R245fa不仅热效率、净输出功率高,分别为11.81%和7261 kw,而且它的冷凝温度为306.33 K,便于冷却操作,因此该有机工质是低温发电系统的良好能量传输介质。以有机工质R245fa为研究对象,求解出工质流量和汽轮机背压与工质特性之间的关系曲线,实验结果表明该工质具有巨大的开发价值。

摘要：针对一种新型的用于有机朗肯循环系统的离心透平,进行其强度校核。该离心透平的叶轮材料选用合金钢、铝合金和钛合金3种材料,分析了设计转速下气流力和离心力对叶轮强度的影响,并校核了破坏转速下的叶轮强度。结果显示:在设计转速下,离心力产生的最大等效应力远大于气流力产生的最大等效应力,说明对有机工质离心透平而言,气流力对叶轮强度的影响可以忽略。

摘要：为了减少火电厂中汽轮机乏汽热量的排放,降低余热热污染,应对余热回收并加以利用。以NZK660-24.2/566/566机组为例,通过利用水蒸汽和有机工质联合循环,以达到减少机组乏热排放的目的;新循环分为两个单元:水蒸汽循环单元和有机工质循环单元。该模型通过余热换热器将两个循环相结合,将具有一定热力参数的水蒸汽的热量传给有机工质。由于有机工质在相同排汽参数下的焓值比水蒸汽小,汽轮机的余热损失有望减少,同时发电量增加,机组热效率提高。基于原机组设计参数,通过对蒸汽-有机工质联合循环发电模型的特性、热经济性分析,结果表明:机组热效率明显提高。所研究的内容为节能降耗提供了一种参考。

摘要：为提高10kW有机工质向心式透平的气动性能,利用Design Expert软件和ANSYS Workbench软件建立了静叶型线优化平台。以静叶效率为优化目标,将静叶型线的4个角度参数控制为设计变量,采用BoxBehnken试验设计方法进行试验设计,并对所有设计方案进行数值模拟计算,对有机工质向心透平的静叶型线进行了响应面分析及优化。优化后静叶效率达到90.911%,相比于原叶型,采用优化叶型后静叶效率提高了2%,流场分布更佳。研究成果可为有机工质向心透平的设计提供参考。