بررسی تاثیر مشخصه های دمایی بازیافت گرما بر عملکرد اگزرژواکونومیک سیکل ترکیبی توربین گازی مدولار راکتور هلیوم/سیکل رانکین آلی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

چکیده

در این تحقیق، سیکل ­ترکیبی ­رآکتور ­هلیوم­، توربین گازی و سیکل ­رانکین با سیال ­آلی از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اگزرژواکونومیکی تحلیل شده است. دما، فشار، اگزرژی و نرخ هزینه­های مرتبط با اگزرژی برای کل جریان­های سیکل ترکیبی محاسبه شده و عملکرد اقتصادی کل سیکل بررسی شده است. سپس مطالعه پارامتری صورت گرفته و تاثیر پارامترهای اواپراتور از جمله دمای قسمت دوفازی اواپراتور، اختلاف ­دمای نقطه تنگش و دمای سوپرهیت سیال ­آلی بر عملکرد اگزرژواکونومیک سیکل ترکیبی بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزایش دمای قسمت دوفازی و اختلاف ­دمای نقطه تنگش، موجب کاهش هزینه واحد برق تولیدی می­شود. علاوه بر این در دمای قسمت دوفازی 109 درجه سلسیوس، هزینه­های مرتبط با تخریب اگزرژی سیکل ترکیبی دارای کمترین مقدار و ضریب اگزرژواکونومیک در دمای 102 درجه بیشترین مقدار خواهد بود

کلیدواژه‌ها


[1]      Ahmadi, P., and Dincer, I., "Exergoenvironmental Analysis and Optimization of a Cogeneration Plant System using Multimodal Genetic Algorithm (MGA)", Energy, Vol. 35, pp. 5161-5172, (2010).

 

[2]      Meckler, M., and Hyman, L.B., "Sustainable On-site CHP Systems", McGraw-Hill, New York, (2010).

 

[3]      Zare, V., Mahmoudi, S.M.S., and Yari, M., "An Exergoeconomic Investigation of Waste Heat Recovery from the Gas Turbine-modular Helium Reactor (GT-MHR) Employing an Ammonia-water Power/Cooling Cycle", Energy, Vol. 61, pp. 397-409, (2013).

 

[4]      Zare, V., Yari, M., and Mahmoudi, S.M.S., "Proposal and Analysis of a New Combined Cogeneration System Based on the GT-MHR Cycle", Desalination, Vol. 286, pp. 417-428, (2012).

 

[5]      Dardoura, S., Nisan, S., and Charbit, F., “Utilization of Waste Heat from GT-MHR and PBMR Reactorsfor Nuclear Desalination", Desalination, Vol. 205, pp. 254–268, (2007).

 

[6]      Zare, V., Mahmoudi, S.M.S., and Yari, M., "Ammonia-water Cogeneration Cycle for Utilizing Waste Heat from the GT-MHR Plant", Applied Thermal Engineering, Vol. 48, pp. 176-185, (2012).

 

[7]      Yari, M., and Mahmoudi, S.M.S., "Utilization of Waste Heat from GT-MHR for Power Generation in Organic Rankine Cycles", Applied Thermal Engineering, Vol. 30, pp. 366–375, (2010).

[8]      Yari, M., and Mahmoudi, S.M.S., "A Thermodynamic Study of Waste Heat Recovery from GT-MHR using Organic Rankine Cycles", Heat and Mass Transfer, Vol. 47, pp. 181–196, (2011).

 

[9]      Schuster, A., Karellas, S., Kakaras, E., and Spliethoff, H., "Energetic and Economic Investigation of Organic Rankine Cycle Applications", Applied Thermal Engineering, Vol. 29, pp. 1809–1817,(2009).

 

[10]    Shokati, N., Mohammadkhani, F., Farrokhi, N., and Ranjbar, F., "Thermodynamic and Heat Transfer Analysis of Heat Recovery from Engine Test Cell by Organic Rankine Cycle", Heat Mass Transfer, Vol. 50, pp. 1661–1671, (2014).

 

[11]    Shokati, N., Ranjbar, F., and Yari, M., "A Comparative Analysis of Rankine and Absorption Power Cycles from Exergoeconomic Viewpoint ", Energy Conversion and Management, Vol. 88, pp. 657-668, (2014).

 

[12]    Baghernejad, A., and Yaghoubi, M., "Exergoeconomic Analysis and Optimization of an Integrated Solar Combined Cycle System (ISCCS) using Genetic Algorithm", Energy Conversion and Management, Vol. 52, pp. 2193-2203, (2011).

 

[13]    Abusoglu, A., and Kanoglu, M., "Exergoeconomic Analysis and Optimization of Combined Heat and Power Production: A Review", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, pp. 2295-2308, (2009).

 

[14]    Yari, M., "Performance Analysis of the Different Organic Rankine Cycles (ORCs) using Dry Fluids". International Journal of Exergy, Vol. 6, pp. 323-342, (2009).

 

[15]    Yari, M., "Exergetic Analysis of Various Types of Geothermal Power Plants", Renewable Energy, Vol. 35, pp. 112-121, (2010).

 

[16]    Tsatsaronis, G., "Definitions and Nomenclature in Exergy Analysis and Exergoeconomics", Energy, Vol. 32, pp. 249–253, (2007).

 

[17]    Lazzaretto, A., and Tsatsaronis, G., "SPECO: A Systematic and General Methodology for Calculating Efficiencies and Costs in Thermal Systems", Energy, Vol. 31, pp. 1257–1289, (2006).

 

[18]    Schultz, K.R., Brown, L.C., Besenbruch, G.E., and Hamilton, C.J., "Large-scale Production of Hydrogen by Nuclear Energy for the Hydrogen Economy", The U.S. Department of Energy, (2003).

 

[19]    Bejan, A., Tsatsaronis, G., and Moran, M., "Thermal Design and Optimization", Wiley, New York, (1996).

 

[20]    Mohammadkhani, F., Khalilarya, Sh., and Mirzaee, I., "Exergy and Exergoeconomic Analysis and Optimization of Diesel Engine Based Combined Heat and Power (CHP) System using Genetic Algorithm", International Journal of Exergy, Vol. 12, pp. 139–161, (2013).