天大：超临界二氧化碳布雷顿循环智能构建方法及案例研究

　　近日，天津大学赵力课题组硕士研究生陈梦超等在《Energy Conversion and Management》上发表题为“Supercritical CO₂ Brayton cycle: Intelligent construction method and case study (超临界二氧化碳布雷顿循环：智能构建方法及案例研究)”的论文。

　　论文作者：Mengchao Chen , Ruikai Zhao *, Li Zhao *, Dongpeng Zhao , Shuai Deng , Wei Wang

　　单位：中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学）

　　期刊名：Energy Conversion and Management

　　发表年份：2021

　　影响因子(2020)：9.709

　　中科院SCI分区：1区Top

　　DOI：https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114662

　　全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890421008384?via%3Dihub

　　超临界CO₂布雷顿循环因其高效、紧凑的特点，被认为是利用太阳能和核能的很有潜力的循环。然而，在循环参数和结构的协同优化的领域仍然面临着很大的挑战，因为现阶段还主要依靠工程经验或简化计算。本文提出了一种超临界CO₂布雷顿循环的智能构建方法，并设计了一套两层算法来解决这一问题。为了简化循环，将布雷顿循环分为传热部分和基本配置部分。然后基于free-superstructure方法，通过热力学过程的共享来构建循环。在验证了算法的准确性和可靠性后，采用智能构建方法对三个案例进行了研究，比功率分别增加了47.97kJ/kg、46.50kJ/kg和42.59kJ/kg。结果表明，最佳的基本配置是再热—中冷布雷顿循环，它是从最多两个基本循环产生的所有可能的结构中选择的，而不是通过探讨热力循环的机理来得出的。最后，根据热流股和冷流股的信息设计了换热网络。该研究将计算智能集成到热力学领域，为热力循环的设计提供一个新的视角。

 

Graphical Abstract图片

图1 热力循环编码和解码方法示意图

图2 上层算法流程图图片

图3 下层算法流程图

 

图文：陈梦超