原文传递
基于TEG-ORC联合循环的船舶余热利用系统数值模拟
| 论文题名： | 基于TEG-ORC联合循环的船舶余热利用系统数值模拟 |
| 关键词： | 船舶余热利用系统;热力学模型;余热转换效率;数值模拟 |
| 摘要： | 伴随我国相继提出“一带一路”、“海洋强国”、“交通强国”等发展战略，船舶航运业都在其中扮演着重要角色，船舶节能水平与节约能源及保护环境直接关联。船舶余热回收作为船舶节能领域的重要研究方向，备受关注。温差发电和有机朗肯循环技术在船舶余热回收领域具有较好研究前景。基于充分发挥二者优势并弥补局限性、提高船舶能效并优化余热利用效率的目的，本文设计了基于TEG-ORC联合循环的船舶余热利用系统，并采用数值模拟的方法对其进行研究。 首先，本文设计了基于TEG-ORC联合循环的船舶余热利用系统，建立了该系统的热力学模型并完成了相关设计计算。主要包括:重力热管的设计计算;温差发电部分的传热计算;有机朗肯循环发电部分主要余热利用装置的设计计算。 其次，对系统中温差发电单元，预热器单元，蒸气发生器单元进行了实验装置尺度的设计，并对其流动及换热情况进行了数值模拟。结果表明，主机烟气为573K的工况下，在温差发电单元中，发电片热端平均温度为508K，温差发电理论输出功率为384W，余热利用量为7.3kW，余热转换效率为5.3％;在预热器单元中，有机工质温度升高45K，余热利用量为6.8kW，余热转换效率为70.6％;在蒸气发生器单元中，有机工质出蒸气发生器温度为415K，有机朗肯理论输出功率为4.7kW，余热利用量为12.6kW，余热转换效率为37.2％。系统总输出功率为5.084kW，余热总利用量为26.7kW，总效率为18.6％。 最后，完成了实船尺寸下的相应单元装置的设计，并进行实船装置的数值模拟。结果表明，主机烟气为573K的工况下，在温差发电单元中，发电片热端平均温度为510K，温差发电理论输出功率为12kW，余热利用量为240.2kW，余热转换效率为5.0％;在预热器单元中，有机工质温度升高46K，缸套水余热利用量为301.8kW，余热转换效率为66.1％;在蒸气发生器单元中，有机工质出蒸气发生器温度为418K，有机朗肯理论输出功率为168.5kW，余热利用量为551.2kW，余热转换效率为31.1％。系统总输出功率为180.5kW，余热总利用量为1093.2kW，总效率为17.3％。 |
| 作者： | 吕延枫 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 潘新祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
