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本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对卡林纳循环系统以及在其基础上发展的功/冷联供循环系统展开了深入研究,具体内容包括:采用编程软件EES对适用于中高温热源的三压力卡林纳循环系统进行了模拟计算,对影响循环性能的部分参数进行了分析及优化。分析结果表明工质溶液浓度等参数的优化可使三压力卡林纳循环系统与热源实现良好匹配从而表现出卓越的热力性能:在给定热源温度的条件下,锅炉中工质的过热度存在一个最佳值,使得循环动力回收效率达到峰点,循环展现更优的性能;而当热源温度升高,循环的综合效率也逐渐提高。但三压力卡林纳循环的余热回收率随热源温度的升高而降低,也就是说,在较高的热源温度条件下其排出的余热温度也较高,可以通过设置制冷子循环的方法来进一步改进。通过归纳比较众多功/冷联供循环,本文选择对并联型功/冷联供循环(PPR-KC)进行改进及分析。首先,在原循环第一回热器R1中增加一路换热面,引入从第二回热器R2出口稀溶液参与对基本溶液的加热,以缓和不同功/冷比例调节中可能发生的回热失衡现象。将从发生器出来的稀溶液依次通过回热器R2、R1充分换热,使分流比较小即制冷量较大时发生器出口稀溶液所蕴含的热量能够被更充分回收利用,以弥补因作功流体减少而透平排气热量的不足,并扩大分流比的调节范围。其次,改变了以往的研究都是将锅炉中最小端差始终设置为最低限制值(20 K),即以动力子循环对热源的利用为首要考虑对象进行研究的做法,本文根据分布式能源以保证制冷量为首要任务而发电量可以靠电网调节的特点,不再将锅炉中溶液蒸发过程设为最小端差,而是将制冷回路的发生器中溶液泡点处端差始终设为最小端差限制值,以拓展分流比可调节范围。基于热力学第一、二定律对上述改进循环建立数学模型并进行分析,结果表明,过热度的增加使循环效率先增加后减小;取效率最高处对应的最佳过热度时,随着制冷分流比的减小或者锅炉泡点端差Δtn的增大,循环效率是逐渐降低的;所以,在Δtn=20 K的曲线和将不同锅炉泡点端差Δtn下最大制冷分流比处的最高效率点的连接曲线上变化时,循环始终处于最优性能,此时循环各参数即为最佳工况参数。也就是说当制冷分流比较小时,宜按照锅炉泡点端差Δtn为20 K运行,而当要求制冷分流比进一步增大时,适当升高锅炉泡点端差,减少动力子循环对热源的回收力度,锅炉出口(发生器入口)余热温度升高,因此发生器中可利用的热量增加,将提供更多的工质用于输出制冷剂及制冷量,冷功比随之增大,但此时循环的动力回收效率有所下降。因此,当用户需求的冷量较大时,可以通过适当提高锅炉泡点端差,以牺牲总体循环效率的方式满足用户的制冷量需求。为了满足分布式能源供应系统在夏季对空调制冷量的需求,增加三通阀以调节循环系统中的制冷剂的通向,实现空调温区与制冰温区的切换。当制冷剂通向低压吸收器时循环可用于获取制冰温区的冷量;当通向中压吸收器时可用于制取空调温区的冷量。制冰模式可以作为蓄能的手段。此外,对按照制取空调温区的冷量的模式运行的制冷子循环中稀溶液分别流向中压吸收器(方案A)和低压吸收器(方案B)的情况进行了对比分析。当锅炉泡点处端差始终为20 K时,受到换热器端差和烟气出口温度的限制,工作浓度的增加使得分流比的范围逐渐减小,制冷温度也随之升高。同时,受热源排放温度及透平乏气干度的约束,工作溶液浓度的可调节范围有限。因此当制冷剂通向低压吸收器时,工作溶液浓度可调节范围内,循环的制冷温度低于-17℃;当制冷剂通向中压吸收器时,制冷温度低于10℃。相同参数下,方案A与B的循环变量及性能指标的变化趋势相似,但参数的可调节范围及最优性能有所区别。当制冷温度要求为0~10℃时,两套方案的xw可变范围约为0.46~0.54,在此范围内,方案B的动力回收效率略高于方案A。