초임계 CO₂ 브레이턴 사이클에서 열회수기는 외부 가열 전에 터빈 배기 가스의 열을 압축된 작동 유체로 전달합니다. PCHE(압축 열교환기)는 소형 코어와 고압 서비스 설계 방식을 결합했기 때문에 매력적인 선택지가 될 수 있습니다. 하지만 PCHE의 가치는 전체 사이클의 열 균형 및 압력 손실을 고려하여 평가해야 합니다.
이 사이클은 CO₂ 작동 유체를 압축, 가열 및 팽창시키고, 다음 공정을 위해 유체를 냉각하기 전에 남은 열의 일부를 회수합니다. 사이클 구성에 따라 저온 및 고온 열회수기가 열 회수 작업을 분담하며, 예냉기는 사용 가능한 열 흡수 장치로 열을 방출합니다.
이러한 구성 요소들은 작동 조건이 동일하지 않습니다. 고온 열회수기, 저온 열회수기 및 예냉기는 각각 별도의 열 프로파일, 기계적 조건 및 재료 평가가 필요합니다.
열회수기의 효율이 높으면 동일한 사이클 구성에 필요한 외부 열 입력량을 줄일 수 있습니다. 이를 위해서는 더 넓은 표면적이나 다른 채널 설계가 필요할 수 있습니다. 이와 관련된 압력 손실은 압축 작업량을 증가시키거나 유효 팽창량을 감소시킬 수 있습니다.
따라서 목표는 비용, 면적 및 압력 강하를 모두 고려한 순 사이클 성능이어야 합니다. 단일 열교환기 계수를 최대화하거나 모든 PCHE 설치에 고정된 사이클 효율 개선을 적용하는 것만으로는 충분하지 않습니다.
CO₂의 물성은 임계 영역 근처에서 크게 달라질 수 있습니다. 단일 평균 비열 값으로는 열교환기를 정확하게 나타낼 수 없습니다. 열 모델은 유동 경로를 따라 발생하는 관련 압력, 온도 및 물성 변화를 고려해야 합니다.
특정 흐름에 대한 세금은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.Q = 질량 유량 × 엔탈피 변화예시 계산으로만 제시하자면, 유량 10kg/s, 엔탈피 변화 100kJ/kg으로 가정했을 때 1,000kW의 열이 전달됩니다. 이 계산은 SHPHE 시험 결과나 특정 사이클 작동 지점을 나타내는 것이 아닙니다.
| 결정 | 원하는 혜택 | 검토할 절충안 |
|---|---|---|
| 채널 형상 | 열전달 성능 및 유효 면적 | 압력 손실, 분포 및 제조 가능성 |
| 열회수기 작동 분할 | 사이클 온도 범위 전체에 걸쳐 열을 회수합니다. | 지역적 접근 방식 및 구성 요소 간의 상호 작용 |
| 소재 및 핵심 구조 | 기계적 및 온도적 한계를 충족하십시오. | 열응력, 반복 하중 및 품질 인증 |
| 예냉기 배열 | 필요한 압축기 입구 조건을 충족하십시오. | 계절별 열 흡수 조건 및 보조 수요 |
시동, 정지 및 급격한 부하 변화는 정상적인 안정 작동 지점과는 다른 온도 구배 및 차압을 발생시킬 수 있습니다. 사이클 설계자는 열교환기 평가에 필요한 과도 현상, 사이클 수 및 램프 제약 조건을 제공해야 합니다.
그만큼인쇄회로기판 열교환기(PCHE)제품군의 공표된 상한값이 모든 제안된 합금 및 형상이 양극단에서 동시에 작동할 수 있음을 보장하는 것은 아닙니다. 공급되는 장비는 명확하게 정의되고 검증된 압력-온도 범위 내에서 작동해야 합니다.
사이클 흐름도, 유체 구성, 작동 조건표, 엔탈피 또는 물성치 기준, 압력 강하 한계 및 목표 열 성능을 제공하십시오. 과도 상태 프로파일, 설계 수명 요구 사항 및 사용 가능한 공간과 중량 제한을 포함하십시오.
SHPHE는 이러한 입력값을 사용하여 채널 및 코어 옵션을 평가할 수 있습니다. 최종적으로 도출된 열교환기 제안은 사이클 모델 내에서 평가되어야 하며, 이때 회수된 열용량 손실과 압력 손실을 프로젝트의 순 출력 및 경제성으로 변환할 수 있습니다.
영어영어
